[发明专利]一种超声滚压强化轴类零件表面激光熔覆层的修复工艺

说明书

本发明公开了一种超声滚压强化处理轴外圆表面激光熔覆层的修复工艺，属于轴类零件修复并强化工艺，具体包括：为除去表面的杂质以使熔覆层与基体有较好的结合强度，先对要修复的轴表面进行第一次车削加工，除去一定量的外圆表层，随后进行激光熔覆，激光熔覆后轴的直径要略大于最终修复的轴表面直径，然后对熔覆表面进行第二次车削加工，最后进行超声滚压强化以形成最终的修复直径。本发明操作简单，修复层硬度高，修复层与基体形成良好的冶金结合，不会造成脱落；而且超声滚压后表层晶粒细小，且形成较大的残余压应力从而提高其疲劳性能，所述轴可以是矿山机械中起搅拌作用的搅拌轴。

技术领域

本发明涉及轴类零件修复并强化技术领域，更具体的涉及超声滚压强化轴类零件表面激光熔覆层的修复工艺。

背景技术

激光熔覆技术是行之有效的一种再制造技术。它通过以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。该技术具有熔覆层组织致密、成形快、生产周期短、实现材料梯度功能、柔性化程度高可控性好等优点，因此应用前景十分广阔。

矿山机械中起搅拌作用的搅拌轴，轴承位容易发生磨损，其表面质量和尺寸精度达不到使用要求，导致机械运转不畅，甚至造成断轴或者更加严重的机械事故。因此需要对其表面修复，使其满足尺寸要求及使用所需的耐磨性、硬度等要求。目前采用的修复工艺是根据使用要求选择对应的粉末对其表面进行激光熔覆，使其达到相应的要求。但是该方法修复的表面疲劳性能差。

超声滚压是利用金属在常温下冷塑性的特点，运用超声波对金属表面进行无研磨机的研磨，使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求；同时在零件表面产生理想的压应力，提高零件表面的显微硬度，耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种超声滚压强化轴类零件表面激光熔覆层的修复工艺，能够改善材料的表面粗糙度、硬度，提高材料的耐磨性及耐腐蚀性；并且提高疲劳强度。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种超声滚压强化轴类零件表面激光熔覆层的修复工艺，

S1：对需要修复的轴外圆表面进行第一次车削加工，除去一定量的外圆表层；

S2：对第一次车削加工后的轴进行激光熔覆处理，形成熔覆层，所述熔覆层的直径要略大于最终修复的轴外圆直径；

S3：对熔覆层进行第二次车削加工；

S4：对第二次车削加工后的熔覆层进行超声滚压强化处理，形成所需的修复直径。。

在本发明较佳的技术方案中，所述第一次车削加工完全除去轴外圆表面的杂质。

在本发明较佳的技术方案中，所述激光熔覆后轴的熔覆层直径略大于最终修复的轴表面直径。

在本发明较佳的技术方案中，所述第一次车削转速180-220r/min，进给量0.3-0.5mm/r，切削量0.3-0.5mm。

在本发明较佳的技术方案中，所述基体材料为45钢，熔覆粉末为316L奥氏体不锈钢，粉末粒度100-150微米。

在本发明较佳的技术方案中，所述激光功率1.8-2.0KW，粉盘转速为2.0-2.4r/min，送粉量决定熔覆厚度，如需改变送粉量，可由以上两个参数进行调节，气压为5.0-5.5Q/min，氩气作为保护气，其流量为10-15L/min，焦距(加工表面到激光头的距离)58-64mm，光斑直径大于为4mm，搭接率40-55％。