技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機(jī)活塞銷的修復(fù)方法。

背景技術(shù)：
活塞銷是裝在活塞裙部的圓柱形銷子，連接活塞和連桿，大型柴油機(jī)活塞銷工作負(fù)載較重，尺寸較大，其材料一般選用滲碳合金鋼，滲碳淬火后，精度要求高的活塞銷需進(jìn)行磨削加工，目的是消除熱堆積引發(fā)的尺寸變形和滲碳過(guò)程中氧化脫碳的影響，最終提高其承載能力，但是，在傳統(tǒng)的磨削加工過(guò)程中，由于磨削熱等外因，引起滲碳鋼表面的內(nèi)應(yīng)力增大，磨削裂紋便隨之產(chǎn)生。在活塞銷長(zhǎng)時(shí)間服役條件下，磨削裂紋會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，容易造成滲碳層的脫落，進(jìn)而加速活塞銷的磨損，導(dǎo)致活塞銷失效。因此，開(kāi)發(fā)一種用于發(fā)生磨損失效的柴油機(jī)活塞銷的修復(fù)方法具有重要的實(shí)際價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種大型柴油機(jī)活塞銷的修復(fù)方法，該方法能夠修復(fù)其表面磨損，提高其耐磨性和耐蝕性，同時(shí)硬度也得到一定提升。

本發(fā)明主要是對(duì)磨損的活塞銷表面進(jìn)行裂紋檢測(cè)，然后用砂紙打磨，將自制合金粉末、酒精和丙酮按比例混合，將混合后的涂料均勻噴涂在活塞銷表面后，形成噴涂層，再在高能密度激光的作用下，使涂料與基材同時(shí)熔化并發(fā)生冶金反應(yīng)，在活塞銷表面制得合金化層。

本發(fā)明的具體方案如下：

(1)確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；

(2)對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；

(3)對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；

(4)配制激光合金化所用合金粉末，將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；所述合金粉末的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：c0.9-1.0％、si2.0-4.0％、b2.0-3.0％、ti8.0-10.0％、cr1.5-2.5％、co1.5-2.0％、mo1.5-2.0％,其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；

(5)配制成合金化涂料，將其均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.4-0.5mm；所述合金化涂料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末60-80％、酒精10-30％、丙酮5-10％；

(6)將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，設(shè)定激光器合金化工藝參數(shù)：激光器輸出功率為3000-3500w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為500-1000mm/min，合金化過(guò)程中采用惰性氣體保護(hù)，所述惰性氣體為氬氣；

(7)按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；

(8)對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、利用粒徑為幾百納米的激光合金化涂料在激光作用下與需要修復(fù)的柴油機(jī)活塞銷基材熔合，在活塞銷表面形成合金化層，向內(nèi)逐漸過(guò)渡到淬火層，然后是基材，修復(fù)后的活塞銷熱變形極小。

2、合金化后，合金粉末中的各種提高強(qiáng)度、耐蝕性的合金元素均勻分散并與活塞銷基體發(fā)生冶金反應(yīng)，得到具有優(yōu)異耐磨、耐腐蝕性能的合金化層，大大提高了活塞銷的機(jī)械性能和使用壽命。

3、次表層的淬火層對(duì)合金化層有很好的支撐和緩沖作用，防止在突然受力的情況下因合金化層硬度高而出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

4、工藝簡(jiǎn)單、成本低，節(jié)約金屬資源，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5、采用本方法修復(fù)的活塞銷使用壽命較新活塞銷提高1倍以上，具有更優(yōu)異的耐磨和耐腐蝕性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c0.9％，si2.0％,b2.0％,ti8.0％,cr1.5％,co1.5％,mo1.5％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末60％、酒精30％、丙酮10％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.4mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3000w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為500mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例2

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c1.0％，si4.0％,b3.0％,ti10.0％,cr2.5％,co2.0％,mo2.0％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末80％、酒精10％、丙酮10％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.5mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3500w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為1000mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例3

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c0.9％，si4.0％,b3.0％,ti10.0％,cr1.5％,co1.5％,mo1.5％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末80％、酒精15％、丙酮5％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.4mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3300w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為600mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例4

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c1.0％，si3.0％,b3.0％,ti8.0％,cr2.5％,co1.5％,mo2.0％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末70％、酒精20％、丙酮10％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.5mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3250w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為650mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例5

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c1.0％，si4.0％,b3.0％,ti9.0％,cr1.8％,co1.8％,mo2.0％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末80％、酒精10％、丙酮10％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.5mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3400w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為800mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例6

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c0.9％，si2.0％,b3.0％,ti8.0％,cr2.0％,co1.5％,mo1.5％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末70％、酒精25％、丙酮5％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.4mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3500w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為750mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例7

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c0.9％，si2.0％,b2.5％,ti10.0％,cr1.5％,co1.5％,mo1.5％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末75％、酒精20％、丙酮5％，將合金化涂料均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.45mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3400w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為900mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。

實(shí)施例8

確定活塞銷表面磨損部位及其磨損量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，用砂紙進(jìn)行打磨，去除活塞銷表面的疲勞層；對(duì)柴油機(jī)活塞銷的表面進(jìn)行清理，使用無(wú)水乙醇和丙酮反復(fù)清洗，除掉待修復(fù)部位的油污和銹蝕，并進(jìn)行干燥處理；對(duì)活塞銷采用超聲波和著色無(wú)損探傷，確保待修復(fù)活塞銷表面和內(nèi)部無(wú)裂紋等缺陷；配制激光合金化粉末，各成分質(zhì)量百分比為：c0.9％，si4.0％,b3.0％,ti9.5％,cr2.5％,co2.0％,mo2.0％，其余為fe，合金粉末粒徑為100-700nm；將配制好的合金粉末放入三維混粉器中混合3小時(shí)，使其均勻；配制合金化涂料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：合金粉末65％、酒精30％、丙酮10％，均勻噴涂在柴油機(jī)活塞銷表面，然后烘干，涂層厚度為0.5mm；將柴油機(jī)活塞銷裝夾在大功率半導(dǎo)體激光加工數(shù)控機(jī)床上，采用大功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行激光合金化修復(fù)，激光器合金工藝參數(shù)為：激光器輸出功率為3500w，矩形光斑2×14mm，掃描速度為1000mm/min，合金化過(guò)程中采用氬氣保護(hù)；按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)要求對(duì)合金化后的活塞銷進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到尺寸和精度要求；對(duì)加工后的活塞銷進(jìn)行表面著色探傷，檢測(cè)是否有缺陷，保證活塞銷表面質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)合格后包裝密封好。