專利名稱：一種利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石化、冶金行業(yè)齒輪軸軸頸的修復工藝方法。
背景技術(shù)：
齒輪軸作為一種傳遞扭矩的常用零件，被廣泛應用于石化、冶金等行業(yè)， 其結(jié)構(gòu)形式基本一致，只是根據(jù)不同的需要制作成不同的尺寸規(guī)格。其常用材 質(zhì)為中碳鋼或中碳低合金鋼，由于齒輪軸是用來傳遞扭矩的，因此軸面和齒面
必須要有較高的強度和硬度， 一般硬度要求都在HRC55—65,現(xiàn)在國內(nèi)外通用的 方法就是采取整體滲碳(或滲氮或碳氮共滲)的方法來提高齒輪軸的整體強度 和硬度。
由于齒輪軸外表面的特殊處理方法，導致了齒輪軸用傳統(tǒng)的方式是不可修
復的，因為
采用熱加工方式會造成修復區(qū)域邊緣大面積龜裂，導致強度下降； 而傳統(tǒng)的冷加工方式由于技術(shù)的本身的限制(非冶金結(jié)合，強度不夠)，無
法用于修復傳遞扭矩的表面要求有較高強度和硬度的齒輪軸。
傳統(tǒng)激光熔覆的方式由于光束的固有模式，導致在工件的表面上作用時間
過長，又無法保證高硬度的熔覆材料不出現(xiàn)裂紋等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法。.
本發(fā)明提供一種利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，其特征在 于包括
① 對損傷部位機型機械清理；
② 熔覆前對齒輪軸進行預熱，預熱到溫度300 400C ，保持1 3小時；
③ 熔覆過程中對齒輪軸保持300 400。C恒溫；熔覆功率3000-8000W，掃描 速度10-20mm/s，熔覆厚度14mm;保溫狀態(tài)見圖1和2;
④ 熔覆后對齒輪軸進行階段降溫處理在200 300C保持5 10小時，在 100 20(TC保持4 10小時，在50 100C保持4~10小時；
⑤ 機加復形。
本發(fā)明提供的利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，其熔覆過程 中光斑為1X10mm，這樣就導致寬帶光斑的光束比圓形光斑的光束在某一點上 的作用時間縮短10倍以上，實現(xiàn)熔覆材料在齒輪軸上的快速熔凝，使修復后表 面硬度達到HRC55—60。
本發(fā)明提供的利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，對損傷部位 機型機械清理過程中，在修復部位的兩側(cè)預留出工藝槽，使修復面與基材分離 (工藝槽示意圖見圖3)。
本發(fā)明提供的利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，其優(yōu)點在于: 熔鑄層及其界面組織致密，晶粒細小，沒有孔洞、夾渣、裂紋等缺陷。具有良 好的室溫持久強度和較好的抗熱疲勞及斷裂性能，能夠滿足齒輪軸的工況條件。


圖1為齒輪軸激光熔覆保溫狀態(tài)示意圖； 圖2為齒輪軸激光熔覆保溫狀態(tài)示意圖(側(cè)視)；
圖3為工藝槽示意圖中l(wèi)-齒輪軸，2-加熱及控溫裝置，21-加熱裝置，22-電阻絲，23-熱電偶， 24-控溫裝置，3-激光器光頭，4-夾盤，5-墊塊，6-工作臺，7-表面處理層，8-基 體，9-熔覆層，10-工藝槽。
具體實施例方式
實施例l通縣鋼廠齒輪軸
基本情況輥長1800mm、材質(zhì)4弁鋼，國產(chǎn)，修復軸頸直徑215 mm， 重量1540Kg，修復軸頸表面滲碳處理，表面硬度HRC53 — 56。
利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法
① 對損傷部位機型機械清理；
② 熔覆前對齒輪軸進行預熱，預熱到溫度38(TC，保持2小時；
③ 熔覆過程中對齒輪軸保持38(TC恒溫;熔覆功率4500W，掃描速度8mm/s， 熔覆厚度3mm;搭接間距4mm;光斑為lX10mm;
④ 熔覆后對齒輪軸進行階段降溫處理在200 30(TC保持5~10小時，在 100 20(TC保持4 10小時，在50 10(TC保持4 10小時；
⑤ 機加復形。
修復后表面硬度HRC56—59。 實施例2撫順石油二廠齒輪軸
基本情況輥長1450mm，材質(zhì)4#鋼，國產(chǎn)，修復軸頸直徑170 mm， 重量1145Kg，修復軸頸表面滲碳處理，表面硬度HRC56—60。 利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法 ①對損傷部位機型機械清理，在修復部位的兩側(cè)預留出工藝槽； ② 熔覆前對齒輪軸進行預熱，預熱到溫度42(TC，保持1.5小時；
③ 熔覆過程中對齒輪軸保持42(TC恒溫;熔覆功率4000W，掃描速度8mm/s， 烙覆厚度2.5mm;搭接間距4mm;光斑為lXlOmm;
④ 熔覆后對齒輪軸進行階段降溫處理在28(TC保持8小時，在17(TC保持 8小時，在80。C保持6小時；
⑤ 機加復形。
修復后表面硬度HRC56—59。
實施例3山西海鑫線廠齒輪軸基本情況輥長1800mm、材質(zhì)不詳， 美國摩根公司產(chǎn)品，修復最大軸頸直徑215 mm;最小修復軸頸尺寸140mm; 重量1750Kg，修復軸頸表面滲碳處理，表面硬度HRC53 —56。
利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法
① 對損傷部位機型機械清理，在修復部位的兩側(cè)預留出工藝槽；
② 熔覆前對齒輪軸進行預熱，預熱到溫度42(TC，保持1.5小時；
③ 熔覆過程中對齒輪軸保持42(TC恒溫；熔覆功率4500W，掃描速度8mm/s， 熔覆厚度3mm;搭接間距4mm;光斑為lX10mm;
④ 熔覆后對齒輪軸進行階段降溫處理在225X:保持10小時，在160。C保 持5小時，在7(TC保持7小時；
⑤ 機加復形。
修復后表面硬度HRC56—59。
權(quán)利要求
1. 一種利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，其特征在于包括①對損傷部位機型機械清理；②熔覆前對齒輪軸進行預熱，預熱到溫度300～400℃，保持1～3小時；③熔覆過程中對齒輪軸保持300～400℃恒溫；熔覆功率3000-8000W，掃描速度10～20mm/s，熔覆厚度1～4mm；④熔覆后對齒輪軸進行階段降溫處理在200～300℃保持5～10小時，在100～200℃保持4～10小時，在50～100℃保持4～10小時；⑤機加復形。
2、 按照權(quán)利要求1所述的利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法， 其特征在于所述熔覆過程中光斑為1xl0mm。
3、 按照權(quán)利要求1所述的利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法， 其特征在于所述對損傷部位機型機械清理過程中，在修復部位的兩側(cè)預留出工藝槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，其特征在于包括①對損傷部位機型機械清理；②熔覆前對齒輪軸進行預熱，預熱到溫度300～400℃，保持1～3小時；③熔覆過程中對齒輪軸保持300～400℃恒溫；熔覆功率3000-8000W，掃描速度10-20mm/s，熔覆厚度1-4mm；保溫狀態(tài)見圖1和2；④熔覆后對齒輪軸進行階段降溫處理在200～300℃保持5～10小時，在100～200℃保持4～10小時，在50～100℃保持4～10小時；⑤機加復形。本發(fā)明提供的利用激光熔凝技術(shù)修復齒輪軸軸頸的工藝方法，其優(yōu)點在于熔鑄層及其界面組織致密，晶粒細小，沒有孔洞、夾渣、裂紋等缺陷。具有良好的室溫持久強度和較好的抗熱疲勞及斷裂性能，能夠滿足齒輪軸苛刻的工況條件。
文檔編號B23P6/00GK101204767SQ200610134958
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者李永波, 越 趙 申請人:沈陽大陸激光技術(shù)有限公司