一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热处理技术领域，具体的说是一种矿用大型液压支架立柱激光热处理 工艺。
【背景技术】
[0002] 矿用大型液压支架在煤矿采掘过程中起到重要的作用，用于巷道支撑，防止煤矿 塌陷，保证了煤矿采掘的安全性。作为矿用大型液压支架上重要的部件之一的立柱，在巷道 支护的过程中，易造成磨损，会降低立柱的机械强度，减少使用寿命，给煤矿采掘带来安全 隐患，因此需要定期的检查和更换，使得设备的维护和使用成本较高，且拆下的磨损的支柱 由于没有采用相应的回收措施，导致严重的资源浪费。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺， 针对磨损后的矿用大型液压支架立柱进行进一步的处理，调节和控制精确，以确保再制造 后的矿用大型液压支架立柱符合使用的性能需求，实现了矿用大型液压支架立柱的回收再 利用，避免了资源的浪费。
[0004] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005] 一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺，包括：
[0006] (1)前期处理：
[0007] a)用松香水脱脂除油；
[0008] b)除锈；
[0009] c)磷化；
[0010] d)喷砂；前期处理为后续的激光熔覆加工做保障，防止因铁锈、油污而导致激光 熔覆失败
[0011] (2)将矿用大型液压支架立柱装夹在机床上；
[0012] (3)打开气源，向矿用大型液压支架立柱待修复表面供二氧化碳、氮气、氦气，且气 体输出量控制为二氧化碳：氮气：氦气=1 : 1 : 18,以充分的实现对熔覆层的保护，防止 外界气体的影响；
[0013] (4)启动送粉器，向矿用大型液压支架立柱上待修复表面加 ZrO2-HfO2纳米粉末， 采用加 Zr02-HfO2m米粉末作为熔覆材料，可改善熔覆层的机械性能，最终起到改善矿用大 型液压支架立柱机械性能和延长使用寿命的作用；
[0014] (5)启动激光器，调节光斑宽度15mm，扫面速度为18mm/s，厚度为2mm，并将参数编 写到PLC控制系统中，进而将Zr02-Hf02m米粉末熔覆在矿用大型液压支架立柱的表面上， 利用PLC控制系统的自动控制，取代了传统的手动调节送粉旋钮的方式，提高了操控的精 确度，调控速度快以确保熔覆层的成型质量；
[0015] (6)后期处理：采用金钢锉抛光处理。
[0016] 所述ZrO2-HfO2纳米粉末由以下质量百分比的组分组成：ZrO 2S 65%，HfO2S 31%，1102为2. 75%，微量元素为1.25%，由于材料硬度比较高、韧性稍差，所以添加了 11〇2作为助剂，可提高硬度、韧性。
[0017] 所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo,所述C、Cr、Si、B、Fe、Mo按照质量百分比 为3 : 1.5 : I : I : 3 : 2的比例均匀混合制成后，再与经过温式粉碎法制得65% Zr02、 31% Hf02、2. 75% 1102的纳米球，利用活性剂保护法进行均匀的混合以形成ZrO2-HfO2纳米 粉末。
[0018] 本发明的有益效果是：本发明利用PLC控制系统的自动控制，取代了传统的手动 调节送粉旋钮的方式，提高了操控的精确度，调控速度快以确保熔覆层的成型质量，并以激 光将ZrO2-HfO2纳米粉末熔覆在矿用大型液压支架立柱的表面上形成熔覆层，实现对矿用 大型液压支架立柱的表面修复，同时，改善了大型液压支架立柱的机械性能，实现了大型液 压支架立柱的回收再利用，延长了大型液压支架立柱的使用寿命，降低了大型液压支架的 维护和使用的成本。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对 本发明进一步阐述。
[0020] 实施例一：一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺，包括：
[0021] (1)前期处理：
[0022] a)用松香水脱脂除油；
[0023] b)除锈；
[0024] c)磷化；
[0025] d)喷砂；前期处理为后续的激光熔覆加工做保障，防止因铁锈、油污而导致激光 熔覆失败
[0026] (2)将矿用大型液压支架立柱装夹在机床上；
[0027] (3)打开气源，向矿用大型液压支架立柱待修复表面供二氧化碳、氮气、氦气，且气 体输出量控制为二氧化碳：氮气：氦气=1 : 1 : 18,以充分的实现对熔覆层的保护，防止 外界气体的影响；
[0028] (4)启动送粉器，向矿用大型液压支架立柱上待修复表面加 ZrO2-HfO2纳米粉末， 采用加 Zr02-HfO2m米粉末作为熔覆材料，可改善熔覆层的机械性能，最终起到改善矿用大 型液压支架立柱机械性能和延长使用寿命的作用；
[0029] (5)启动激光器，调节光斑宽度15mm，扫面速度为18mm/s，厚度为2mm，并将参数编 写到PLC控制系统中，进而将Zr02-Hf02m米粉末熔覆在矿用大型液压支架立柱的表面上， 利用PLC控制系统的自动控制，取代了传统的手动调节送粉旋钮的方式，提高了操控的精 确度，调控速度快以确保熔覆层的成型质量；
[0030] (6)后期处理：采用金钢锉抛光处理。
[0031] 所述ZrO2-HfO2纳米粉末由以下质量百分比的组分组成：ZrO 2S 65%，HfO2S 31%，1102为2. 75%，微量元素为1.25%，由于材料硬度比较高、韧性稍差，所以添加了 11〇2作为助剂，可提高硬度、韧性。
[0032] 所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo,所述C、Cr、Si、B、Fe、Mo按照质量百分比 为3 : 1.5 : I : I : 3 : 2的比例均匀混合制成后，再与经过温式粉碎法制得65% Zr02、 31% Hf02、2. 75% 1102的纳米球，利用活性剂保护法进行均匀的混合以形成ZrO2-HfO2纳米 粉末。
[0033] 为了论证本发明的实际效果，特通过实验对实施例一实施后的矿用大型液压支架 立柱进行检测，检测结果的数据如下：
[0034]
[0035] 由上述实验数据可知，经过激光熔覆后的矿用大型液压支架立柱，硬度可达 HRC65,熔覆层的密度达7.25g/cm3,并在相同的实验条件和参数下进行了磨损量测试对比 试验，试验数据如下：
[0036]
[0037] 其中，对比组为9Crl8,9Crl8的磨损量为熔覆层的12倍，可见，采用激光熔覆后， 矿用大型液压支架立柱的耐磨性能得到了极大的提升，从而延长了矿用大型液压支架立柱 的使用寿命。
[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
【主权项】
1. 一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺，包括： (1) 前期处理： a) 用松香水脱脂除油； b) 除锈； c) 磷化； d) 喷砂； (2) 将矿用大型液压支架立柱装夹在机床上；其特征在于：还包括： (3) 打开气源，向矿用大型液压支架立柱待修复表面供二氧化碳、氮气、氦气，且气体输 出量控制为二氧化碳：氮气：氦气=I: 1 : 18 ; (4) 启动送粉器，向矿用大型液压支架立柱上待修复表面加ZrO2-HfO2纳米粉末； (5) 启动激光器，调节光斑宽度15mm，扫面速度为18mm/s，厚度为2mm，并将参数编写到 PLC控制系统中，进而将Zr02-Hf02m米粉末熔覆在矿用大型液压支架立柱的表面上； (6) 后期处理：采用金钢锉抛光处理。2. 根据权利要求1所述的一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺，其特征在于： 所述ZrO2-HfO2纳米粉末由以下质量百分比的组分组成：ZrO2为65%，HfO2为31%，TiO2为 2. 75%，微量元素为1. 25%。3. 根据权利要求2所述的一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺，其特征在于： 所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo,所述C、Cr、Si、B、Fe、Mo按照质量百分比为3 : 1.5 :I:I: 3 : 2的比例均匀混合制成后，再与经过温式粉碎法制得65%Zr02、31% Hf02、2. 75% 1102的纳米球，利用活性剂保护法进行均匀的混合以形成ZrO2-HfO2纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种矿用大型液压支架立柱激光热处理工艺，包括：(1)前期处理；(2)将矿用大型液压支架立柱装夹在机床上；(3)打开气源，向矿用大型液压支架立柱待修复表面供二氧化碳、氮气、氦气；(4)启动送粉器，向矿用大型液压支架立柱上待修复表面加ZrO2-HfO2纳米粉末；(5)启动激光器，将参数编写到PLC控制系统中，进而将ZrO2-HfO2纳米粉末熔覆在矿用大型液压支架立柱的表面上；(6)后期处理。本发明利用PLC控制系统的自动控制，提高了操控的精确度，并以激光将ZrO2-HfO2纳米粉末形成熔覆层，实现对矿用大型液压支架立柱的表面修复，延长了大型液压支架立柱的使用寿命。
【IPC分类】C22C29/12, C23C24/10
【公开号】CN104928673
【申请号】CN201510236428
【发明人】程敬卿
【申请人】芜湖鼎瀚再制造技术有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月9日