[发明专利]轴类零件表面裂纹修复方法

说明书

轴类零件表面裂纹修复方法，首先对轴类零件进行清洗并做探伤检测其裂纹深度，如检测出的裂纹深度不超过500微米则进行修复，否则做报废处理；然后对裂纹深度不超过100微米的轴类零件用脉冲电流放电法修复裂纹，对裂纹深度在100微米至500微米之间的轴类零件用激光熔覆方法修复并在熔覆时对熔覆层施加超声振动。本发明对于深度不超过100微米的裂纹采用脉冲电流放电法进行修复，抑制裂纹扩大，将裂纹消灭在初期阶段；对于深度在100到500微米间的裂纹，采用激光熔覆方法修复并在熔覆时对熔覆层施加超声振动不仅可有效振动熔池中的残存微小气泡，细化熔覆层的晶粒，使熔覆层中晶粒分布更均匀，致密性更高，熔覆质量更高，裂纹修复的可靠性和有效性更高。

技术领域

本发明涉及一种轴类零件表面裂纹修复方法，用于轴类零件裂纹修复。

背景技术

激光熔覆技术是实现表面修复再制造的重要技术之一，可获得比基体材料性能更优的熔覆层，赋予零部件耐磨损、耐腐蚀、抗疲劳、耐高温等重要性能，特别适合金属零部件（如机床机件、航空发动机叶片、轨道车辆、汽车发动机等）的绿色再制造及工程应用，涉及激光材料技术、激光工艺技术等多种先进技术，不但可以修复零部件至原有外形尺寸，还可使修复产品的性能超越新品，是重大工程及机械装备实现修复的新手段和新技术，也是未来很有潜力的发展方向。目前，激光熔覆技术已经在工程再制造领域被广泛应用。

现有轴类零件激光熔覆修复方案没有根据裂纹深度对裂纹进行分级，所有等级的裂纹均采用激光熔覆方案。

CN104532233B公开了一种电机转子轴位激光熔覆修复方法，该方案回避了激光熔覆过程中产生的问题，最主要的就是在激光熔覆过程中，熔覆层与母材热膨胀系数不同、熔覆过程中搭接率等因素而产生裂纹或气孔。

CN110846652A公开了一种车轴修复方法以及再制造车轴，该方案采用了多层熔覆层对受损部位进行修复，虽然改善了再制造车轴的力学性能，但是导致转轴修复的工作量大大增加；多层熔覆层修复手法不适用修复浅层裂纹缺陷，仅第一层熔覆层能与车轴基体结合，不利于熔覆层与车轴基体的材料流动和复合。

CN112853346A公开了一种轨道车辆车轴的激光熔覆再制造装置及再制造方法，该方案通过采用超声波冲击技术对待修复车轴的基材表面进行冲击，解决了在激光熔覆再制造过程中基材热损伤层的组织粗化及残余拉应力的问题。但是对于裂纹深度小于0.1mm的缺陷没有做抑制措施，将裂纹消灭在萌芽阶段是更有效的预防性维修。

CN106624365B公开了一种用于汽轮机转子轴的电磁复合场协同激光再制造装置，该方案在利用激光再制造修复转子轴的过程中，将外加电场和磁场同时作用于熔池中。为了产生方向、大小、频率灵活可控的洛伦兹力有效地调控激光熔池流体运动，需要不断优化工艺参数。该方案不仅效率较低，而且不同的转轴结构、不同的转轴材料需要开发不同的工艺参数。

发明内容

本发明提供的轴类零件表面裂纹修复方法，对于深度不超过100微米的裂纹采用脉冲电流放电法进行修复，有效修复微细裂纹，抑制裂纹扩大，将裂纹消灭在初期阶段；对于深度在100到500微米间的裂纹，采用激光熔覆方法修复并在熔覆时对熔覆层施加超声振动不仅可有效振动熔池中的残存微小气泡，细化熔覆层的晶粒，使熔覆层中晶粒分布更均匀，致密性更高，熔覆质量更高，裂纹修复的可靠性和有效性更高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

轴类零件表面裂纹修复方法，其特征在于：首先对轴类零件进行清洗并做探伤检测其裂纹深度，如检测出的裂纹深度不超过500微米则进行修复，否则做报废处理；然后对裂纹深度不超过100微米的轴类零件用脉冲电流放电法修复裂纹，对裂纹深度在100微米至500微米之间的轴类零件用激光熔覆方法修复并在熔覆时对熔覆层施加超声振动。