[发明专利]一种重型钎杆的激光强化方法

说明书

本发明提供一种重型钎杆的激光强化方法，其包括如下步骤：使用无水乙醇清洗重型钎杆表面，去除表面粘附的杂质；将水溶性树脂、水与合金粉末按比例混合均匀后，均匀地涂刷于重型钎杆表面，涂层厚度为0.5mm，晾干；将重型钎杆固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动重型钎杆旋转，通过激光扫描树脂水溶液与合金粉末混合涂层，在重型钎杆表面得到合金熔覆层；对熔覆后的重型钎杆进行表面着色探伤。本发明可使重型钎杆实现激光强化，具有工艺简单、可控性强、成本低廉、节能环保、快速强化等优点。

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，特别涉及一种重型钎杆的激光强化方法。

背景技术

重型钎杆作为大型凿岩台车的主要工具，广泛应用于水电、铁路、高速公路、港口、采矿、采石等凿岩工程中。具有钻进速度快、冲击能量传递损失小、凿岩效率高、易于实现机械化钻凿和改善凿岩条件等优点。重型钎杆属于工具类产品，随着重型凿岩机及气液联动凿岩机的引进开发成功，其应用数量远远高于其它钎具。由于工况恶劣，要求重型钎杆能承受高频冲击、耐疲劳、耐磨及较大扭矩。因此，在实际生产过程中，如何提高重型钎杆的性能、延长使用寿命具有重要的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、可控性强、成本低廉、节能环保、快速强化的重型钎杆的激光强化方法。本发明主要是采用重型钎杆上涂刷树脂水溶液与合金粉末混合物，通过激光扫描混合涂层，在重型钎杆表面得到熔覆合金层，从而使重型钎杆快速强化。

本发明包括如下步骤：

(1)使用无水乙醇清洗重型钎杆表面，去除表面粘附的杂质；

(2)将水溶性树脂、水与合金粉末按比例混合均匀后，均匀地涂刷于重型钎杆表面，涂层厚度为0.5mm，晾干；

所述水溶性树脂、水与合金粉末的质量比为0.5-0.8：4.5-7.2:92-95；

所述合金粉末的粒度为135-325目、其质量百分比为：Ni 10-15％，Cr 70-75％，C4.0-12％，W 10-16％；

(3)将重型钎杆固定在半导体激光加工机床上，利用卡盘带动重型钎杆旋转，通过激光扫描树脂水溶液与合金粉末混合涂层，在重型钎杆表面得到合金熔覆层；

所述激光扫描时工艺参数控制为：激光器光斑为2×14mm矩形光斑，扫描功率为3000-4000W，扫描速度1000-1500mm/min。

(4)对熔覆后的重型钎杆进行表面着色探伤。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)工艺简单、不产生污染、节能环保、可控性强；

2)激光工艺能量分布密集，变形量小，合金熔覆层与基体间为冶金结合；

3)处理后的重型钎杆表面可以获得晶粒细小的高强度、高硬度的马氏体组织结构，熔覆过程中生成的各种碳化物相明显提高了合金层硬度、耐磨性和红硬性能，合金熔覆层的硬度较合金结构钢重型钎杆硬度提高了HRC20以上，可提高重型钎杆寿命2倍以上，从而提高了工作效率，降低了成本。

具体实施方式

实施例1

(1)使用无水乙醇清洗23CrNi3Mo重型钎杆表面，去除表面粘附的杂质；

(2)按水溶性树脂：水：合金粉末的质量比＝0.5：4.5:95的比例，其中合金粉末的粒度为135-325目、质量百分比为：Ni 10％、Cr 70％、C 4.0％、W 16％，将水溶性树脂、水与合金粉末混合均匀后，均匀地涂刷于重型钎杆表面，涂层厚度为0.5mm，晾干；