[发明专利]一种激光熔覆材料、及采用该材料的方法

说明书

技术领域

本发明公开一种激光熔覆材料，以及应用该材料在槽型结构表面进行激光熔覆的方法，特别是公开应用这种激光熔覆材料，并在槽型结构表面进行激光熔覆的输送机。

背景技术

在通用机械中，往往存在挠性牵引的连续输送机械，挠性牵引部件既是受力件，又是施力件，为了传输动力会把力传输到槽型结构的表面，这样挠性牵引部件易于定位在槽型结构内，利于传输较大的力。但是，挠性牵引部件也会在槽型结构表面形成应力集中，从而造成槽型结构表面的损坏。以采煤工作面和采区巷道运煤布置的刮板输送机为例，该机械是综采工作面配套设备的重要组成部分, 是采煤工作面的主要运输设备。刮板输送机的可靠、稳定、高效运行将直接影响着采煤工作面的生产能力和效率。

刮板运输机的类型很多，各组成部件的形式和布置方式也各不相同，但其主要结构和基本组成部分是相同的，由机头部、机身、机尾部和辅助设备四部分组成。 机头部是运输机的传动装置，包括机头架、电动机、液力联轴器、减速器、机头主轴和链轮组件等。作用是电动机通过联轴器、减速器、机头主轴和导链轮，带动刮板在溜槽内运行，将煤输送出来。 

机身是输送机的送煤部分，由溜槽和刮板链组成。溜槽是输送机机身的主体，是荷载和刮板链的支承和导向部件，由钢板和铸件焊接成型，分为中部溜槽、偏转溜槽和过渡溜槽。刮板链由链环和刮板组成。 机尾部由机尾架、机尾轴、紧链装置、导链轮或机尾滚筒组成。导链轮用来改变刮板链方向。紧链装置用来调节刮板链松紧。 辅助装置包括紧链器、溜槽液压千斤顶和防滑装置等。

机身是输送机的主要部分，中部溜槽、偏转溜槽和过渡溜槽等在使用中要受到拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，因此，刮板输送机容易遭受磨损、腐蚀等失效。中部溜槽、偏转溜槽和过渡溜槽一旦失效则修复比较困难，且这些中部溜槽、偏转溜槽和过渡溜槽主要以非均质失效方式失效，即溜槽的中板、封底板和槽帮磨损严重而其他部位却好好的。

现有的金属表面加工技术往往采用堆焊来解决，但是堆焊在槽型结构内表面形成的金属硬度较低，无法满足高强度的需求；另外堆焊形成的合金层较粗糙，后续机加、打磨余量大；堆焊一般是采用手工操作工人劳动强度大。如何才能满足溜槽的高强度槽型内表面和如何获得高质量的防护涂层成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上面提到的技术问题，提供一种合适工业大生产，满足工业品质要求，加工方便的激光熔覆材料及采用该材料的工艺方法，公开一种激光熔覆材料，其特征在于，所述的熔覆材料用于机械结构表面，所述的激光熔覆材料，包括与所述机械结构表面熔覆的打底层，其成分为：0.30~0.60 （wt）%C、 10.00~16.00 （wt）%Cr、26.00~32.00 （wt）%Ni、2.50~3.50 （wt）%Si、1.50~2.50（wt）%B、 余量为 Fe；还包括在所述打底层上的表层，其成分为：1.50~1.60 （wt）%C、 3.75~5.00 （wt）%Cr、4.50~5.25 （wt）%V、4.75~5.25 （wt）%Co、11.75~13.00 （wt）%W、≤1.00 （wt）%Mo、 余量为 Fe。

所述机械结构表面为槽型机械结构表面，其表面的材料成分为0.75~1.20 （wt）%Cr 、1.10~2.25（wt）%Mn、0.05~0.60 （wt）%C、0.05~1.20 （wt）% Si 、0.05~1.20 （wt）% Ni 、0.15~0.95 （wt）% Mo、余量为 Fe。

本发明的另一个目的是公开一种槽型机械结构表面进行激光熔覆的方法，包括顺序执行以下步骤： 

   a、槽型机械结构整体放入加热炉中在200~350℃范围内预热保温2.5至3.5h;

   b、在槽型结构表面敷设如上所述的激光熔覆材料，激光头沿槽型机械结构对应的曲线，加热所述激光熔覆材料，形成熔覆厚度为1.5-3mm的合金层。

进一步，在步骤b后，还包括步骤c：激光熔覆和堆焊时，在表面形成的耐磨合金层部位及时覆盖石棉毡予以保温缓冷。

所述激光头安装在六轴联动机器手顶端部，激光头在机器手的夹持下，沿槽型机械结构对应的曲线。

所述激光头输出功率为3000W，扫描速度为150-300mm/min，激光束为宽带矩形光斑。

所述的激光头在帮部的输出功率为3000W，扫描速度为200-300mm/min，激光束为20×1.5mm宽带矩形光斑。