產(chǎn)品詳情
液壓支架立柱等離子熔覆技術(shù)修復(fù)工藝
液壓支架是綜采工作面的支護設(shè)備，其主要作用是支護采場頂板，維護安全作業(yè)空間，推移工作面采運設(shè)備。液壓支架在工作過程中不僅要能夠可靠地支承頂板而且應(yīng)能夠隨著回采工作面的推進向前移動，因此要求液壓支架必須具有升、降、推、移四個基本動作，這些動作由乳化液泵站供給的高壓液體通過各種閥控制立柱、千斤頂?shù)纳炜s來實現(xiàn)。立柱、千斤頂?shù)男孤┦侵Ъ芄δ軉适У闹饕蛑?，會直接影響安全生產(chǎn)，甚至造成無法估計的后果。油缸缸筒是立柱、千斤頂?shù)闹匾慵谑褂眠^程中立柱和千斤頂經(jīng)常由于油缸內(nèi)外表面腐蝕或鍍層脫落導(dǎo)致密封損壞，從而導(dǎo)致漏液或泄液，進而影響支架整體使用性能，導(dǎo)致工作面不能正常生產(chǎn)。因此，分析研究液壓支架立柱、千斤頂?shù)男迯?fù)工藝技術(shù)有著重要的意義。
鑒于目前液壓缸和支架恢復(fù)尺寸的傳統(tǒng)方法嚴(yán)重污染環(huán)境、國家下令整改的危機情況下，我們通過2年的時間不斷的和同行人員一起尋求新的解決工藝。我們嘗試過激光熔覆、超音速噴涂、環(huán)焊(TIG和MIG)、等離子熔覆，下面根據(jù)小編的經(jīng)驗和大家分享一下不同的修復(fù)工藝。
如有不足之處請大家勿噴。
1 立柱中缸及活柱外表面修復(fù)的工藝方法：
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激光熔覆： 與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，功率高。CO2激光器是目前輸出功率達到最高級區(qū)的激光器之一，其最大連續(xù)輸出功率可達幾十萬瓦，最高光電轉(zhuǎn)換率可達30%以上，價格在150萬以上的激光器速度非?？?，可輸出鉅形光斑。堆焊出來的產(chǎn)品形成美觀、一致性好，表面平整，線能量熱輸入低，堆焊每平方米的時間只需要3小時即可完成。得到客戶的一直好評，但是不足之處是高昂的設(shè)備價格和后期使用的成本，堆焊支架的成本高達30元/平方分米，這種價格讓我們這種中小企業(yè)望而卻步。
超音速噴涂：超音速火焰是利用丙烷、丙烯等碳氫系燃氣或氫氣與高壓氧氣在燃燒室內(nèi)，或在特殊的噴嘴中燃燒產(chǎn)生的高溫、高速燃燒焰流，燃燒焰流速度可達五馬赫(1500m/s)以上，將粉末軸向送進該火焰，可以將噴涂粒子加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，并加速到高達300-500m/s。
超音速噴涂目前國內(nèi)售價大概在70萬以上，需要裝有隔音車間。超音速噴涂的速度非?？?，表面平整，適合噴焊厚度1-5絲的表面改性。對于操作人員要求較高。
環(huán)焊：我們采用TIG焊MIG焊兩種堆焊方法進行試驗，TIG焊采用雙槍自動送絲，選用實芯，焊接參數(shù)：直徑105mm 長：870mm 單邊堆焊厚度：2mm 用時：1.5小時
堆焊出來的表面較平滑、無飛濺，和氣孔。硬度為32HRC
MIG：采用1.2mm藥芯焊絲，
焊接參數(shù)：直徑105mm 長：870mm 單邊堆焊厚度：2mm 用時：35min。
堆焊出來的表面有明顯高低差，飛濺和變形較嚴(yán)重，后期加工余量大。硬度為45HRC。
等離子熔覆：采用雙槍式快速擺動堆焊工藝，等離子是一種能量束類堆焊方式。
堆焊參數(shù)：直徑105mm 長：870mm 單邊堆焊厚度：1mm 用時：40小分鐘
堆焊出來的表面平滑、成型美觀，和激光成型類似。硬度為：48HRC
1.1 工藝流程→終檢立柱內(nèi)孔及外表面修復(fù)工藝流程如下所示。
初檢/校直工件→退鍍車削→基體探傷→等離子熔覆→熔覆層車削→熔覆層磨削→熔覆層拋光→熔覆層探傷
1.2 工藝技術(shù)要求
立柱修復(fù)工藝技術(shù)要求如下：①對彎曲變形的立柱活柱必須進行校正，校正后彎曲度小于2‰；②修復(fù)電鍍層、組合密封槽部位；③對立柱中缸、活柱外表面鍍鉻層車削后進行熔覆 處理，達到無腐蝕點、無劃痕后進行打磨和拋光處理；④熔覆表面硬度達到HRC48～HRC52(提供硬度檢測報告)；⑤熔覆加工后厚度單邊不低于0.3 mm；⑥熔覆后的表面尺寸必須達到標(biāo)準(zhǔn)要求；⑦熔覆層表面硬度應(yīng)均勻，不允許有硬刺、氣泡、脫皮、燒焦及其他缺陷，成品立柱一級中缸外表面、立柱活柱表面不得存在凹坑、凸起、點蝕等現(xiàn)象，要求成品尺寸偏差為Φdf9mm，表面粗糙度≤Ra0.4；⑧立柱中缸內(nèi)表面及缸口與導(dǎo)向套配合密封面處出現(xiàn)銹蝕麻坑等，與導(dǎo)向套配合螺紋倒扣無法使用時應(yīng)進行修復(fù)，修復(fù)后保證在原圖紙缸口公差尺寸ΦDE8 mm范圍內(nèi)，處理的缸口及螺紋與缸體內(nèi)徑必須保證同軸度，同軸度不超過0.05 mm，修復(fù)后的缸體內(nèi)孔和缸口與導(dǎo)向套配合表面粗糙度≤Ra0.4 ，其余修復(fù)面粗糙度≤Ra0.8，硬度不低于HB220 (附檢測報告)；⑨修復(fù)時不得損壞立柱中缸底閥安裝孔和底閥定位槽，若損壞必須修復(fù)，孔修復(fù)面粗糙度≤Ra0.8；⑩底閥安裝孔和底閥定位槽保證同軸度，同軸度不超過0.1 mm；
立柱修復(fù)參照執(zhí)行MT313-92《液壓支架立柱技術(shù)條件》；
立柱維修質(zhì)量保證期2年，保證動作不低于1萬次，熔覆層5年不得有脫落、氣泡、點蝕、凹坑。
2.2 熔覆材料
中缸外表面熔覆材料為一種馬氏體不銹鋼合金粉末，該合金粉末為水霧法生產(chǎn)的，其形狀以球形為主，表面光滑，化學(xué)成分均勻，熔點為1 070 ℃～1 090 ℃，流動性為50 g/18 s松裝密度為4.5 g/cm3。不銹鋼合金粉末形貌如圖1所示，經(jīng)熔覆空冷后可直接得到馬氏體及少量奧氏體組織，硬度可達HRC48～HRC52，具有良好的耐腐蝕、耐磨損及較好的抗裂紋性。使用該合金粉末獲得的熔覆層硬度為HRC48～HRC52，耐磨性約為基材的3.5倍，中性鹽霧試驗條件下開始生銹時間大于120 h(27SiMn開始生銹時間0.5 h)，其粉末化學(xué)成分如表1所示。
圖1 不銹鋼合金粉末形貌
表1 不銹鋼合金粉末化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
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元素 |
C |
Cr |
Si |
Mo |
Ni |
Mn |
Fe |
B |
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含量% |
0.1 |
16.85 |
1 |
1.75 |
4.1 |
0.38 |
余量 |
0.1 |
2.3 熔覆設(shè)備
DML-Y02堆焊系統(tǒng)是我公司自主研發(fā)的擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的金屬表面改性設(shè)備，該設(shè)備主要特點有：1、自動化程度高，熔覆過程自動化。2、配備弧壓跟蹤，焊槍可以跟蹤熔覆面的高低變化而自動升高或者降低焊槍，從而熔覆效果受產(chǎn)品表面平整度影響小，熔覆質(zhì)量高。3、熔覆層呈冶金結(jié)合，結(jié)合強度高；4、熔覆速度快，低稀釋率5、可在銹蝕及油污的金屬零件表面不經(jīng)復(fù)雜的前處理工藝，直接進行粉末等離子熔覆；低能耗、高效率、實用易操作，
維修維護方便；6、等離子弧溫度高、能量集中、工藝穩(wěn)定性好，外界因素干擾小，在工件上引起的殘余應(yīng)力和變形小。7、可控性好。可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)控制調(diào)出最佳熔覆層。
參數(shù)：
2.5 立柱中缸修復(fù)工藝流程
(1) 中缸內(nèi)外表面清洗檢查。修復(fù)前首先清洗并檢查中缸內(nèi)外表面的銹蝕程度及缸體的變形程度，以確定是否適于修復(fù)。內(nèi)表面發(fā)現(xiàn)有深度大于3 mm的銹蝕點時，使用氣體保護焊進行修補。
表5 中缸內(nèi)表面激光熔覆技術(shù)參數(shù)
(2) 車除外表面銹蝕層。以內(nèi)表面為定位基準(zhǔn)，車除外表面銹蝕層，車削厚度0.5 mm～0.6 mm，即車削后直徑小于原設(shè)計尺寸1.0 mm～1.2 mm。
(3) 外表面激光熔覆。要求激光熔覆層表面平整均勻，熔覆層單邊高度差不大于0.2 mm，熔覆層厚度在1.4 mm～1.7 mm。
(4) 外表面車削及缸口螺紋加工。外表面經(jīng)過粗車精車后，保留0.1 mm的加工余量，即精車后直徑大于原設(shè)計尺寸0.2 mm。精車完成后，按原設(shè)計要求加工出缸口螺紋。
(5) 外表面拋光及內(nèi)表面珩磨。使用外圓拋光機對外表面進行拋光，拋光至設(shè)計要求尺寸，且粗糙度≤Ra0.1。使用深孔珩磨機對內(nèi)表面進行珩磨，珩磨至設(shè)計要求尺寸，且粗糙度≤Ra0.4。
3 立柱修復(fù)質(zhì)量指標(biāo)
①修復(fù)后外表面硬度達HRC45～HRC52，熔覆層剩余厚度不低于0.4 mm，粗糙度≤Ra0.1
②修復(fù)后外表面直徑尺寸達到原設(shè)計要求；③修復(fù)部位沒有氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。
4 結(jié)語
液壓支架立柱內(nèi)外表面的磨損是其主要的故障之一，通過對立柱內(nèi)外表面激光熔覆修復(fù)工藝流程的說明和對熔覆設(shè)備及材料的選擇，詳細分析了立柱激光熔覆修復(fù)工藝，并提出了立柱修復(fù)質(zhì)量指標(biāo)，對液壓支架的管理和維護有著重要意義。
