支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝，包括舊件清洗潔凈化、可再制造特征判斷及等級(jí)分類、活塞桿舊件粗加工、感應(yīng)預(yù)熱熔涂耐磨防腐涂層、后續(xù)精加工、質(zhì)檢入庫(kù)步驟。本發(fā)明將感應(yīng)預(yù)熱熔涂引入舊件再制造，既克服傳統(tǒng)修復(fù)工藝加工次數(shù)有限、粗糙度差、效果差的缺陷，又克服了激光熔覆再制造工藝的高成本、低效率、易受熱變形的問題，既達(dá)到了再制造活塞桿的高性能高品質(zhì)，又實(shí)現(xiàn)再制造過程的高速高效、高成品率、自動(dòng)控制、低生產(chǎn)成本，顯著延長(zhǎng)了再制造活塞桿的使用壽命，整個(gè)再制造過程，無污染，綠色環(huán)保。
【專利說明】支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦山機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說涉及一種支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是我國(guó)新時(shí)期社會(huì)發(fā)展的必然選擇，節(jié)約的核心是節(jié)約資源、能源。實(shí)踐證明，再制造可使廢舊機(jī)械產(chǎn)品中蘊(yùn)含的價(jià)值得到最大限度的開發(fā)和利用，是廢舊機(jī)械產(chǎn)品資源化的最佳和首選途徑，是節(jié)約資源的重要手段。對(duì)廢舊機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行再制造是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要舉措。
[0003]再制造工程是以產(chǎn)品全壽命周期理論為指導(dǎo)，以廢舊機(jī)械產(chǎn)品性能跨越式提升為目標(biāo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為準(zhǔn)則，以先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段，來修復(fù)、改造廢舊產(chǎn)品的一系列技術(shù)措施或工程活動(dòng)的總稱。簡(jiǎn)言之，再制造工程是廢舊產(chǎn)品高技術(shù)修復(fù)和改造的產(chǎn)業(yè)化。
[0004]國(guó)家專利局公開的“支撐式煤礦液壓支架再制造工藝”專利申請(qǐng)?zhí)?01310226322.3，該專利對(duì)包括活塞桿在內(nèi)的可再制造舊件通過激光熔覆修復(fù)，然后利用車床、磨床對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工。然而，現(xiàn)有的這種激光熔覆對(duì)活塞桿進(jìn)行修復(fù)，存在著成本高、效率低，工件易于變形等問題，嚴(yán)重地影響了其在該領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝，通過在活塞桿舊件表面涂覆一種鎳基耐磨防腐涂層，旨在恢復(fù)其尺寸與精度的同時(shí)，使`其表面力學(xué)性能達(dá)到甚至超過新品，活塞桿舊件再制造效率遠(yuǎn)高于激光熔覆再制造工藝，而其成本遠(yuǎn)低于激光熔涂成本以及活塞桿新品成本，達(dá)到活塞桿舊件再制造的目的。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝，包括以下步驟:
1)、舊件清洗潔凈化；利用超聲波或除油除銹劑對(duì)支撐式煤礦液壓支架活塞桿舊件進(jìn)行清洗，除去表面的附著物、油污及氧化層，使舊件表面潔凈化；
2)、可再制造特征判斷及等級(jí)分類；利用量規(guī)量具、智能磁記憶金屬診斷儀、應(yīng)力檢測(cè)儀對(duì)活塞桿舊件的最大磨損或劃傷深度進(jìn)行無損探傷檢測(cè)，進(jìn)行可再制造特征判斷；
3)、活塞桿舊件粗加工；通過車削或磨削將待再制造部位進(jìn)行粗加工，所述粗加工的單邊加工量等于活塞桿舊件最大磨損或劃傷深度；
4)、采用感應(yīng)預(yù)熱熔涂工藝對(duì)活塞桿舊件表面涂覆耐磨防腐涂層；該工藝過程主要包
括:
(1)、對(duì)非涂覆部位進(jìn)行工裝保護(hù)，使非涂覆部位避免噴砂破壞；
(2)、對(duì)待涂覆部位進(jìn)行噴砂粗糙化處理，使待涂覆部位表面除油除銹，并粗糙化，達(dá)到sa3.2的要求；噴砂處理中，所用噴砂為細(xì)砂,顆粒粒度為60~100目；
(3)、選取鎳基自熔性合金粉末，采用火焰噴涂工藝，對(duì)待涂覆部位制備涂層，所述涂層的厚度大于活塞桿舊件最大磨損或劃傷深度；
(4)、將活塞桿夾裝定位于感應(yīng)預(yù)熱重熔機(jī)床上，對(duì)活塞桿進(jìn)行整體預(yù)熱，使活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)300度~400度；預(yù)熱時(shí)，活塞桿旋轉(zhuǎn)速度在8~20r/min之間；
(5)、邊加熱邊重熔；采用感應(yīng)預(yù)熱裝置對(duì)重熔前端部位進(jìn)行加熱，使活塞桿表面加熱溫度達(dá)700-800度，同時(shí)利用智能溫控式感應(yīng)重熔裝備對(duì)活塞桿進(jìn)行重熔，重熔溫度控制在1020~1050之間； (6)、旋轉(zhuǎn)冷卻；將重熔后的活塞桿在機(jī)床上旋轉(zhuǎn)冷卻至300度以下，將活塞桿取下并垂直放置；
5)、后續(xù)精加工；按圖紙的尺寸、精度、粗糙度要求，采用車床、磨床、砂帶拋光機(jī)或金剛石砂帶拋光機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)冷卻的活塞桿進(jìn)行后續(xù)精加工；
6)、質(zhì)檢入庫(kù)。
[0007]進(jìn)一步，鎳基自熔性合金粉末粒度為150~325目，其中鐵的重量百分比小于5%。
[0008]進(jìn)一步，所述后續(xù)精加工中，所述車床或磨床所選用的磨削刀具為金剛石砂輪或綠碳砂輪，所述金剛石砂輪的目數(shù)為180-800目，所述綠碳砂輪目數(shù)為60-80目；所述砂帶拋光機(jī)或金剛石砂帶拋光機(jī)的砂帶目數(shù)為800-1500目。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的工藝，針對(duì)損壞的支撐式煤礦液壓支架活塞桿舊件，在可再制造特征判斷的基礎(chǔ)上，將感應(yīng)預(yù)熱熔涂技術(shù)用于活塞桿舊件的再制造，既克服傳統(tǒng)修復(fù)工藝加工次數(shù)有限、粗糙度差、效果差的缺陷，又克服了激光熔覆再制造工藝的高成本、低效率、易受熱變形的問題。與以往傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)相比，該發(fā)明技術(shù)所形成的表面熔涂層，與活塞桿舊件結(jié)合強(qiáng)度大于300MPa，顯微硬度大于HV1000，在使用過程中不易產(chǎn)生剝落或劃傷失效，且使用壽命高于鍍鉻層的3倍以上。該工藝實(shí)現(xiàn)了基體受熱小、涂層充分熔制、高效高速完成這一理想化涂層精制模式，既達(dá)到了再制造活塞桿的高性能高品質(zhì)，又實(shí)現(xiàn)再制造過程的高速高效、高成品率、自動(dòng)控制、低生產(chǎn)成本，顯著延長(zhǎng)了再制造活塞桿的使用壽命，整個(gè)再制造過程，無污染，綠色環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
[0011]實(shí)施例一:
直徑為140_的支撐式煤礦液壓支架活塞桿舊件，
I)、舊件清洗潔凈化:利用超聲波將該活塞桿舊件進(jìn)行清洗，除去表面的附著物、油污及氧化層，使舊件表面潔凈化。
[0012]2)、可再制造特征判斷:利用量規(guī)量具、智能磁記憶金屬診斷儀、應(yīng)力檢測(cè)儀等無損檢測(cè)手段對(duì)活塞桿舊件進(jìn)行無損探傷檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該活塞桿舊件屬于磨損和劃傷失效，最大磨損及劃傷深度為0.25mm。
[0013]3)、活塞桿舊件粗加工。將該舊件通過磨削至外徑尺寸為139.5mm，粗糙度為Ra0.8。[0014]4)、采用感應(yīng)預(yù)熱熔涂工藝對(duì)活塞桿舊件表面涂覆耐磨防腐涂層:
(I)、對(duì)非涂覆部位進(jìn)行工裝保護(hù)，使非涂覆部位避免噴砂破壞，以及保護(hù)非涂覆部位免噴涂層。
[0015](2)、選用60~80目的細(xì)砂對(duì)待涂覆部位進(jìn)行噴砂粗糙化處理，使待涂覆部位表面除油除銹，并粗糙化，達(dá)到sa3.2的要求。
[0016](3)、選用鎳基自熔性合金粉末，采用火焰噴涂工藝，對(duì)待涂覆部位制備涂層，達(dá)到規(guī)定的厚度標(biāo)準(zhǔn)；鎳基自熔性合金粉末粒度為150~325目，其中鐵的重量百分比小于5%。
[0017](4)、將活塞桿夾裝定位于感應(yīng)預(yù)熱重熔機(jī)床上，并調(diào)整同心度為0.03，感應(yīng)器與活塞桿表面，達(dá)到感應(yīng)預(yù)熱重熔要求。
[0018](5)、采用感應(yīng)預(yù)熱裝置，對(duì)活塞桿進(jìn)行整體預(yù)熱，活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)300度。預(yù)熱時(shí)，活塞桿旋轉(zhuǎn)速度在13r/min之間。
[0019](6)、邊加熱邊重熔。采用感應(yīng)預(yù)熱裝置對(duì)重熔前端部位進(jìn)行加熱，使活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)700度，同時(shí)利用智能溫控式感應(yīng)重熔裝備對(duì)活塞桿進(jìn)行重熔，重熔溫度控制在1020度，重熔功率及感應(yīng)器行走速度自動(dòng)跟蹤適應(yīng)溫度要求，以確定重熔溫度在某一溫度。重熔時(shí)工件保持原有速度。
[0020](7)、旋轉(zhuǎn)冷卻。重熔后的活塞桿在重熔機(jī)床上旋轉(zhuǎn)保溫冷卻至300度以下。將活塞桿取下，并垂直放置，防止活塞桿彎曲變形。
[0021]5)、后續(xù)精加工。采用磨床對(duì)感應(yīng)預(yù)熱熔涂后的活塞桿進(jìn)行后續(xù)精加工，達(dá)到規(guī)定的尺寸及精度、粗糙度等技術(shù)要求。所述磨床選用金剛石砂輪，目數(shù)為180-800目。
[0022]6)、質(zhì)檢入庫(kù)。對(duì)再制造的活塞桿進(jìn)行質(zhì)檢入庫(kù)，達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求后方可入庫(kù)。
[0023]實(shí)施例二:
直徑為160_的支撐式煤礦液壓支架活塞桿舊件，
I)、舊件清洗潔凈化:利用超聲波將該活塞桿舊件進(jìn)行清洗，除去表面的附著物、油污及氧化層，使舊件表面潔凈化。
[0024]2)、可再制造特征判斷:利用量規(guī)量具、智能磁記憶金屬診斷儀、應(yīng)力檢測(cè)儀等無損檢測(cè)手段對(duì)活塞桿舊件進(jìn)行無損探傷檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該活塞桿舊件屬于磨損和劃傷失效，最大磨損及劃傷深度為0.35mm。
[0025]3)、活塞桿舊件粗加工。該舊件通過磨削至外徑尺寸為159.3mm，粗糙度為Ra0.8。
[0026]4)、采用感應(yīng)預(yù)熱熔涂工藝對(duì)活塞桿舊件表面涂覆耐磨防腐涂層。
[0027](I)、對(duì)非涂覆部位進(jìn)行工裝保護(hù)，使非涂覆部位避免噴砂破壞，以及保護(hù)非涂覆部位免噴涂層。
[0028](2)、選用70~90目的細(xì)砂對(duì)待涂覆部位進(jìn)行噴砂粗糙化處理，使待涂覆部位表面除油除銹，并粗糙化，達(dá)到sa3.2的要求。
[0029](3)、選用鎳基自熔性合金粉末，采用火焰噴涂工藝，對(duì)待涂覆部位制備涂層，達(dá)到規(guī)定的厚度標(biāo)準(zhǔn)；鎳基自熔性合金粉末粒度為150~325目，其中鐵的重量百分比小于5%。
[0030](4)、將活塞桿夾裝定位于感應(yīng)預(yù)熱重熔機(jī)床上，并調(diào)整同心度為0.05，感應(yīng)器與活塞桿表面，達(dá)到感應(yīng)預(yù)熱重熔要求。
[0031](5)、采用感應(yīng)預(yù)熱裝置，對(duì)活塞桿進(jìn)行整體預(yù)熱，活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)400度。預(yù)熱時(shí)，活塞桿旋轉(zhuǎn)速度在18r/min之間。
[0032](6)、邊加熱邊重熔。采用感應(yīng)預(yù)熱裝置對(duì)重熔前端部位進(jìn)行加熱，使活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)750度，同時(shí)利用智能溫控式感應(yīng)重熔裝備對(duì)活塞桿進(jìn)行重熔，重熔溫度控制在1030，重熔用感應(yīng)器行走速度適應(yīng)溫度，以確定重熔溫度在某一溫度。重熔時(shí)工件保持原有速度。
[0033](7)、旋轉(zhuǎn)冷卻。重熔后的活塞桿在重熔機(jī)床上旋轉(zhuǎn)保溫冷卻至300度以下。將活塞桿取下，并垂直放置，防止活塞桿彎曲變形。
[0034]5)、后續(xù)精加工。采用磨床對(duì)感應(yīng)預(yù)熱熔涂后的活塞桿進(jìn)行后續(xù)精加工，達(dá)到規(guī)定的尺寸及精度、粗糙度等技術(shù)要求；所述磨床選用綠碳砂輪作磨削工具，目數(shù)為60-80目
6)、質(zhì)檢入庫(kù)。對(duì)再制造的活塞桿進(jìn)行質(zhì)檢入庫(kù)，達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求后方可入庫(kù)。
[0035]實(shí)施例三:
直徑為260mm的支撐式煤礦液壓支架活塞桿舊件，
I)、舊件清洗潔凈化:利用超聲波將該活塞桿舊件進(jìn)行清洗，除去表面的附著物、油污及氧化層，使舊件表面潔凈化。
[0036]2)、可再制造特征判斷:利用量規(guī)量具、智能磁記憶金屬診斷儀、應(yīng)力檢測(cè)儀等無損檢測(cè)手段對(duì)活塞桿舊件進(jìn)行無損探傷檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該活塞桿舊件屬于磨損和劃傷失效，最大磨損及劃傷深度為0.20mm。
[0037]3)、活塞桿舊件粗加工。該舊件通過磨削至外徑尺寸為259.6mm，粗糙度為Ra0.8。
[0038]4)、采用感應(yīng)`預(yù)熱熔涂工藝對(duì)活塞桿舊件表面涂覆耐磨防腐涂層。
[0039](I)、對(duì)非涂覆部位進(jìn)行工裝保護(hù)，使非涂覆部位避免噴砂破壞，以及保護(hù)非涂覆部位免噴涂層。
[0040](2)、選用80~100目的細(xì)砂對(duì)待涂覆部位進(jìn)行噴砂粗糙化處理，使待涂覆部位表面除油除銹，并粗糙化，達(dá)到sa3.2的要求。
[0041](3)、選用鎳基自熔性合金粉末，采用火焰噴涂工藝，對(duì)待涂覆部位制備涂層，達(dá)到規(guī)定的厚度標(biāo)準(zhǔn)；鎳基自熔性合金粉末粒度為150~325目，其中鐵的重量百分比小于5%。
[0042](4)、將活塞桿夾裝定位于感應(yīng)預(yù)熱重熔機(jī)床上，并調(diào)整同心度為0.05，感應(yīng)器與活塞桿表面，達(dá)到感應(yīng)預(yù)熱重熔要求。
[0043](5)、采用感應(yīng)預(yù)熱裝置，對(duì)活塞桿進(jìn)行整體預(yù)熱，活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)400度。預(yù)熱時(shí)，活塞桿旋轉(zhuǎn)速度在18r/min之間。
[0044](6)、邊加熱邊重熔。采用感應(yīng)預(yù)熱裝置對(duì)重熔前端部位進(jìn)行加熱，使活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)800度，同時(shí)利用智能溫控式感應(yīng)重熔裝備對(duì)活塞桿進(jìn)行重熔，重熔溫度控制在1030度，重熔用感應(yīng)器行走速度適應(yīng)溫度，以確定重熔溫度在某一溫度。重熔時(shí)工件保持原有速度。
[0045](7)、旋轉(zhuǎn)冷卻。重熔后的活塞桿在重熔機(jī)床上旋轉(zhuǎn)保溫冷卻至300度以下。將活塞桿取下，并垂直放置，防止活塞桿彎曲變形。
[0046]5)、后續(xù)精加工。采用砂帶拋光機(jī)或金剛石砂帶拋光機(jī)對(duì)感應(yīng)預(yù)熱熔涂后的活塞桿進(jìn)行后續(xù)精加工，達(dá)到規(guī)定的尺寸及精度、粗糙度等技術(shù)要求，砂帶拋光機(jī)或金剛石砂帶拋光機(jī)的砂帶目數(shù)為800~1500目。
[0047]6)、質(zhì)檢入庫(kù)。對(duì)再制造的活塞桿進(jìn)行質(zhì)檢入庫(kù)，達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求后方可入庫(kù)。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的幾種較佳的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。`
【權(quán)利要求】
1.一種支撐式煤礦液壓支架活塞桿感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝，其特征在于:包括以下步驟: 1)、舊件清洗潔凈化；利用超聲波或除油除銹劑對(duì)支撐式煤礦液壓支架活塞桿舊件進(jìn)行清洗，除去表面的附著物、油污及氧化層，使舊件表面潔凈化； 2)、可再制造特征判斷及等級(jí)分類；利用量規(guī)量具、智能磁記憶金屬診斷儀、應(yīng)力檢測(cè)儀對(duì)活塞桿舊件的最大磨損或劃傷深度進(jìn)行無損探傷檢測(cè)，進(jìn)行可再制造特征判斷； 3)、活塞桿舊件粗加工；通過車削或磨削將待再制造部位進(jìn)行粗加工，所述粗加工的單邊加工量等于活塞桿舊件最大磨損或劃傷深度； 4)、采用感應(yīng)預(yù)熱熔涂工藝對(duì)活塞桿舊件表面涂覆耐磨防腐涂層；該工藝過程主要包括: (A)、對(duì)非涂覆部位進(jìn)行工裝保護(hù)，使非涂覆部位避免噴砂破壞； (B)、對(duì)待涂覆部位進(jìn)行噴砂粗糙化處理，使待涂覆部位表面除油除銹，并粗糙化，達(dá)到sa3.2的要求；噴砂處理中，所用噴砂為細(xì)砂,顆粒粒度為60~100目； (C)、選取鎳基自熔性合金粉末，采用火焰噴涂工藝，對(duì)待涂覆部位制備涂層，所述涂層的厚度大于活塞桿舊件最大磨損或劃傷深度； (D)、將活塞桿夾裝定位于感應(yīng)預(yù)熱重熔機(jī)床上，對(duì)活塞桿進(jìn)行整體預(yù)熱，使活塞桿表面預(yù)熱溫度達(dá)300度~400度；預(yù)熱時(shí)，活塞桿旋轉(zhuǎn)速度在8~20r/min之間； (E)、邊加熱邊重熔；采用感應(yīng)預(yù)熱裝置對(duì)重熔前端部位進(jìn)行加熱，使活塞桿表面加熱溫度達(dá)700-800度，同時(shí)利用智能溫控式感應(yīng)重熔裝備對(duì)活塞桿進(jìn)行重熔，重熔溫度控制在1020~1050之間； (F)、旋轉(zhuǎn)冷卻；將重熔后的活塞桿在機(jī)床上旋轉(zhuǎn)冷卻至300度以下，將活塞桿取下并垂直放置； 5)、后續(xù)精加工；按圖紙的尺寸、精度、粗糙度要求，采用車床、磨床、砂帶拋光機(jī)或金剛石砂帶拋光機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)冷卻的活塞桿進(jìn)行后續(xù)精加工； 6)、質(zhì)檢入庫(kù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝，其特征在于:鎳基自熔性合金粉末粒度為150~325目，其中鐵的重量百分比小于5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)預(yù)熱熔涂再制造工藝，其特征在于:所述后續(xù)精加工中，所述車床或磨床所選用的磨削刀具為金剛石砂輪或綠碳砂輪，所述金剛石砂輪的目數(shù)為180-800目，所述綠碳砂輪目數(shù)為60-80目；所述砂帶拋光機(jī)或金剛石砂帶拋光機(jī)的砂帶目數(shù)為800~1500目。
【文檔編號(hào)】C23C4/02GK103866221SQ201410125709
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】翟長(zhǎng)生 申請(qǐng)人:焦作市華科液壓機(jī)械制造有限公司