一种十字轴的熔覆方法及十字轴与流程

本发明属于机械加工领域，尤其涉及一种十字轴的熔覆方法及十字轴。

背景技术：

十字轴被广泛应用于机械传动领域，由于十字轴特殊的传动功能，要求十字轴既具有抗扭性又具有耐磨性，为了提高耐磨性，通常是将十字轴轴颈的表面进行渗碳淬火处理，以提高表面硬度、强度和耐磨性，这种传统的工艺生产工时较长，生产成本高，耐磨效果不是十分理想，同时渗碳淬火的工艺方法也会对环境产生不良影响。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题,本发明提供一种十字轴的熔覆方法及十字轴，该熔覆方法无需打底层就可使十字轴表面有效硬化层厚度达到3mm以上，并使最外层硬度大于hrc60，由该熔覆方法制造的十字轴，增强了表面硬度，提高了耐磨性，延长了十字轴的使用寿命。

为了实现上述目的，作为本发明一种十字轴的熔覆方法包括以下步骤：

对十字轴的表面进行车加工，使表面粗糙度为3.2；

对十字轴进行整体预热，预热温度为50摄氏度；

先进行第一次熔覆，采用同步同轴送粉激光熔覆，从十字轴其中一个轴头中间开始向两边螺旋式熔覆，激光功率为1.2kw至1.5kw，扫描速度为400mm/min至500mm/min，光斑直径为3mm，搭接量为1.5mm，送粉速率为6-7g/min，离焦量为0.7mm至0.9mm，所采用的铁基合金粉末fe55的组分及重量百分比含量是c：0.3％-0.35％，si：0.28％-0.32％，mn：1.0％-1.2％，cr：6.9％-7.5％，mo：2.0％-2.4％，其余为fe；

待第一次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴第一次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷；

对检测后的十字轴熔覆层进行表面处理，使用铁砂纸将十字轴表面熔渣打摩清除；

按照与第一次熔覆完全相同的方法、参数、铁基合金粉末fe55的组分及重量百分比含量对十字轴进行第二次熔覆；

待第二次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴第二次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷；

对检测后的十字轴熔覆层进行表面处理，使用铁砂纸将十字轴表面熔渣打摩清除；

按照与第二次熔覆完全相同的方法、参数、铁基合金粉末fe55的组分及重量百分比含量对十字轴进行第三次熔覆；

待第三次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴第三次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷，硬度应达到50-55hrc；

对检测后的十字轴熔覆层进行表面处理，使用铁砂纸将十字轴熔覆层表面熔渣打摩清除；

三次熔覆形成的铁基合金熔覆层总厚度控制在2.7mm至3.0mm；

对十字轴进行第四次熔覆，采用同步同轴送粉激光熔覆方式，从十字轴轴颈中间开始向两端螺旋式熔覆，激光功率为1.3kw至1.6kw，扫描速度为500mm/min至600mm/min，光斑直径为3mm，搭接量为1.5mm，送粉速率为6.67-7.5g/min，离焦量为0.8mm至1.0mm，所采用的硬质合金粉末m2的组分及重量百分比含量是c：0.8％-0.9％，si：0.2％-0.45％，mn：0.15％-0.4％，mo：4.5％-5.5％，w：5.5％-6.75％，v：1.75％-2.2％，cr：3.8％-4.4％，其余为fe；

待第四次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴第四次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷，硬度应达到60-65hrc。

第四次熔覆形成的硬质合金层的厚度控制在0.5mm至0.8mm。

该熔覆方法不需打底层可使有效硬化层硬度达到hrc50-55，厚度大于3mm，最外层采用高碳高合金粉末，硬度为hrc60-65，该方法使两种不同的硬化层得到有效融合，并未出现任何缺陷，使熔覆方法发生很大变化，且生产周期大大缩短，使被熔覆件耐磨损性能得到大幅度提升。

由上述熔覆方法制造的十字轴，包括：

十字轴本体，所述十字轴本体轴颈的表面熔覆铁基合金层；所述铁基合金层的表面熔覆硬质合金层。

所述铁基合金层为fe55，厚度为2.7mm至3.0mm。

所述硬质合金层为m2，厚度为0.5mm至0.8mm。

由本发明熔覆方法制造的十字轴，增强了表面硬度，提高了耐磨性，延长了十字轴的使用寿命，降低了生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明十字轴主视示意图。

图2是本发明十字轴右视示意图。

图3是图2的a-a剖视示意图。

具体实施方式

为了有利于本领域技术人员对本发明有更加清楚的理解，下面对本发明的优选实施例作进一步的详细说明。

作为本发明优选实施例的方法，采用以下歩骤：

对十字轴的表面进行车加工，使表面粗糙度为3.2；

对十字轴进行整体预热，预热温度为50摄氏度；

先进行第一次熔覆，采用同步同轴送粉激光熔覆，从十字轴其中一个轴头中间开始向两边螺旋式熔覆，激光功率为1.2kw至1.5kw，扫描速度为400mm/min至500mm/min，光斑直径为3mm，搭接量为1.5mm，送粉速率为6-7g/min，离焦量为0.7mm至0.9mm，所采用的铁基合金粉末fe55的组分及重量百分比含量是c：0.3％-0.35％，si：0.28％-0.32％，mn：1.0％-1.2％，cr：6.9％-7.5％，mo：2.0％-2.4％，其余为fe；

待第一次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴的第一次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷；

对检测后的十字轴熔覆层进行表面处理，使用铁砂纸将十字轴表面熔渣打摩清除；

按照与第一次熔覆完全相同的方法、参数、铁基合金粉末fe55的组分及重量百分比含量对十字轴进行第二次熔覆；

待第二次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴的第二次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷；

对检测后的十字轴熔覆层进行表面处理，使用铁砂纸将十字轴表面熔渣打摩清除；

按照与第二次熔覆完全相同的方法、参数、铁基合金粉末fe55的组分及重量百分比含量对十字轴进行第三次熔覆；

待第三次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴的第三次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷，硬度应达到50-55hrc；

对检测后的十字轴熔覆层进行表面处理，使用铁砂纸将十字轴表面熔渣打摩清除；

三次熔覆形成的铁基合金熔覆层总厚度控制在2.7mm至3.0mm；

对十字轴进行第四次熔覆，采用同步同轴送粉激光熔覆方式，从十字轴轴颈中间开始向两端螺旋式熔覆，激光功率为1.3kw至1.6kw，扫描速度为500mm/min至600mm/min，光斑直径为3mm，搭接量为1.5mm，送粉速率为6.67-7.5g/min，离焦量为0.8mm至1.0mm，所采用的硬质合金粉末m2的组分及重量百分比含量是c：0.8％-0.9％，si：0.2％-0.45％，mn：0.15％-0.4％，mo：4.5％-5.5％，w：5.5％-6.75％，v：1.75％-2.2％，cr：3.8％-4.4％，其余为fe；

待第四次熔覆后的十字轴自然冷却至50摄氏度，对十字轴的第四次熔覆进行检测，确定无裂纹、无其它缺陷，硬度应达到60-65hrc；

第四次熔覆形成的硬质合金层的厚度控制在0.5mm至0.8mm。

该熔覆方法不需打底层，可使有效硬化层硬度达到hrc50-55，厚度大于3mm，最外层采用高碳高合金粉末，硬度为hrc60-65，该方法使两种不同的硬化层得到有效融合，并未出现任何缺陷，使熔覆方法发生很大变化，且生产周期大大缩短，使被熔覆件表面耐磨损性能得到大幅度提升。

作为由本发明熔覆方法制造的十字轴1，如图1、图2、图3所示，包括：

十字轴本体2，所述十字轴本体2轴颈的表面熔覆铁基合金层3；所述铁基合金层3的表面熔覆硬质合金层4。

所述铁基合金层3为fe55，厚度为2.7mm至3.0mm。

所述硬质合金层4为m2，厚度为0.5mm至0.8mm。

由本发明熔覆方法制造的十字轴，增强了表面硬度，提高了耐磨性，延长了十字轴的使用寿命，降低了生产成本，提高了经济效益。