[发明专利]一种激光增材制造活塞杆耐磨耐蚀表层方法

说明书

一种激光增材制造活塞杆耐磨耐蚀表层方法，属于先进制造技术领域。其特征采用激光增材制造方法，在活塞杆本体上，先激光增材制造耐蚀镍基合金涂层，厚度为0.55～1.03mm；随后在耐蚀镍基合金涂层表面继续激光增材制造耐磨耐蚀原位碳化物强化镍基合金表层，硬度大于900HV，厚度为2.93～3.44mm，最后精加工至规定尺寸和精度，可以获得表层耐磨和耐蚀性好的活塞杆，推广应用具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明公开了一种活塞杆表层的增材制造方法，特别涉及一种激光增材制造活塞杆耐磨耐蚀表层方法，属于先进制造技术领域。

背景技术

活塞杆是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。以液压油缸为例，由：缸筒、活塞杆(油缸杆)、活塞、端盖几部分组成。其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。活塞杆加工要求高，其表面粗糙度要求为Ra0.4～0.8um，对同轴度、耐磨性要求严格。

目前活塞杆多数采用合金钢加工制造，为了提高活塞杆的耐磨性，常常在活塞杆表面进行镀铬处理。中国发明专利CN 105887171公开了一种活塞杆真空镀铬方法，包括：表面预处理、探伤、装填、真空镀铬、镀液回收、水洗、去氢等工艺流程；预处理后的活塞杆放入特制阳极管，每个阳极管只放入一根，注入镀液到指定高度；用铬靶作阴极弧源，抽真空后用低压大电流维持阴极与镀膜室之间的弧光放电3～10分钟，在真空环境下，不需要用铬雾抑制剂，可减少污染排放。其优点是提高镀铬质量，缩短电镀时间、可设定活塞杆的镀铬高度、降低能耗、水耗及贵重金属的消耗，镀液可多次回收再利用。中国发明专利CN102031543还公开了一种采用超声纵弯椭圆装置对气密性不合格的起落架活塞杆进行镀铬层修复的加工方法，该加工方法属于材料的表面形变处理；该发明的加工方法采用球形金刚石与起落架活塞杆上的镀铬层表面接触，应用超声纵弯椭圆装置产生的超声频率的脉冲冲击类滚动挤压方式进行镀铬层裂纹密封，从而提高起落架活塞杆与外筒之间气密性。采用该发明方法能够在0.5～4.5μm深度的镀铬层发生塑性变形，从而使得镀铬层这一深度范围内的网状裂纹被封闭，达到阻断气体渗出通道的作用。同时，经过挤压后的镀铬层表面的表面粗糙度更小，表面光整性更好，也起到了提高起落架活塞杆镀铬层表面密封性的作用。该发明的加工方法能够适用于经气密测试不合格的或者使用一段时间后密封性降低的起落架活塞杆修复加工。中国发明专利CN 105350031还公开了一种液压支柱活塞杆的镀铬工艺，该工艺首先在清洁后的液压支柱的活塞杆表面喷涂一层铬合金粉末，干燥后对液压支柱的活塞杆表面进行等离子镀铬，即等离子合金化，使活塞杆工作面获得一层0.8-1.2mm厚度的具有冶金结合、表面硬度大于45HRc的Cr含量大于17％、Ni含量大于9％的合金层。该发明生产的产品等离子镀铬液压支柱活塞杆不但能满足煤矿工况条件，而且克服了电镀铬液压支柱活塞杆(或称活柱杆)出现的鼓泡、剥落问题和镶不锈钢套出现的爆皮问题。中国发明专利CN 106468642还公开了一种对液压油缸活塞杆镀铬层缺陷的修复方案选择方法，该方法包括如摘要附图中的步骤S1到步骤S10。根据该发明提供的对液压油缸活塞杆镀铬层缺陷的修复方案选择方法，在对旧的液压油缸活塞杆镀铬层进行测试评价后得到活塞杆镀铬层需要整体修复或局部修复的修复方案，可以避免漫无目的进行修复造成不必要的浪费，或不进行修复造成不必要的损失，因为有些活塞杆体镀铬层与基体之间存在的潜在损伤得不到修复，会使得活塞杆体镀铬层在使用中很快出现鼓包，影响活塞杆正常使用，若有潜在无法修复的损伤，则需要把现有的镀铬层全部磨掉并重新镀铬。中国发明专利CN107059083还公开了一种提升镀铬活塞杆耐蚀性的方法，其活塞杆电镀硬铬、磨削加工完成后，然后使用封孔剂对铬镀层进行封孔处理；所述的封孔处理为：(1)活塞杆除油；(2)加热活塞杆，保温不少于1h；(3)配制封孔剂，树脂：固化剂＝2：1(质量比)，搅匀。配制好的封孔剂须在1h内使用；(4)将活塞杆自烘箱内取出，立即趁热刷涂；用毛刷将封孔剂刷满活塞杆表面，封孔剂布满后静置5s～10s，再用棉布迅速擦除表面封孔剂；然后，活塞杆室温下静置不少于6h；(5)加热活塞杆，保温不少于2h；(6)重新配制封孔剂；(7)涂覆二道封孔剂、静置(8)加热活塞杆，保温不少于2h；(9)冷却活塞杆。但是在活塞杆上表面进行镀铬处理，会严重污染环境，且损害工人健康。此外，镀铬层硬度高，应力大，加工和使用过程中，极易开裂和剥落，会降低活塞杆使用寿命。