专利名称：大型油压机超大型活塞的柱面硬化强化处理方法
技术领域：
本发明涉及一种零部件表面硬化强化处理方法，特别涉及一种大型油压机超大型 活塞的柱面硬化强化处理方法。
背景技术：
目前，在重型机械制造业中，2、万吨大型油压机制造，世界上只有少数国家具有 此技术和制造能力。此种大型油压机的工作缸超大型活塞是核心装置之一，单件重达几十 吨重的大型活塞，特别是超百吨重的超大型工作缸活塞，其材质采用35CrM0、42CrM0、45Mn 等中碳合金钢制造。活塞最大直径在Φ2000πιπι以上，由于活塞超大、超重，传统热处理技 术，例如高频表面淬火等方法很难满足对其工作表面进行淬火硬化处理。
在生产中也有采用表面堆焊硬化层，镀铬等方法对活塞外工作表面强化处理，用 于提高耐磨性能。其产生的疲劳损伤，工件变形、表面裂纹、镀层起皮、脱落等缺陷很难克 服，影响活塞的使用性能，无法达到油压机的设计指标和使用性能。而且，电镀对环境污染 等问题也制约着制造工艺。
因此，提供一种技术可靠、工艺合理、质量可靠、实际应用效果显著的大型油压机 超大型活塞的柱面硬化强化处理方法，是该技术和制造领域工程技术人员应致力于解决的 问题之一。发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种安全无毒、工艺简单、且实用效果 明显的大型油压机超大型活塞的柱面硬化强化处理方法。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是一种大型油压机超大型活塞的柱面 硬化强化处理方法，其特征在于实施步骤如下(1)油压机超大型工作缸活塞工作表面经过清理干净后，将含有Ti02、SiO2、石墨、 Ae2O2，按1:1:0.3:0. 1比例的微米级粉剂和纳米级粉剂混合，其中各种材料微米级粉剂与 纳米级粉剂的重量比为4:1 ；将上述粉剂混合均勻后，用甲基纤维素溶液作增粘剂均勻融 合在一起，采用喷涂方法预置在活塞待强化工作表面；有效厚度为0. 05、. 15mm，形成均勻 的激光硬化深化增强涂层；(2 )使用TFL-H6000C&高功率激光加工机组，采用30 X 2mm宽幅激光光束，有效 功率430(T52(K)W，在活塞表面进行密布式深层硬化强化，实现激光硬化强化有效深度 2. 2 3. Omm,硬化层硬度HRC55 60 ；(3)经激光深层硬化强化后，活塞工作表面按常规采用磨削加工，达到设计图纸机械尺 寸公差和精度。
本发明的有益效果是(1)采用本激光深层硬化强化方法，解决了大型油压机超大型活塞工作表面硬化强化 常规热处理及涂镀层无法克服的疲劳损伤、工件变形、表面裂纹、深层起皮、脱落及环境污染等问题。
(2)常规的激光表面淬火处理方法，一般在工件表面淬火硬化层在1. Omm以下，无 法实现大型油压机超大型工作缸活塞需要深层硬化强化，提高其强度性能和使用寿命的效 果。本发明方法实现了超大型活塞工作表面的激光深层硬化强化，显著地提高了大型油压 机超大型工作缸活塞的强度指标，实现了设计技术性能指标和使用寿命要求。
(3)经激光深化硬化强化的活塞工作表面，无烧蚀、无裂纹、无变形，硬化强化的硬 度均勻，强度指标可靠。强化后磨加工量仅为0. IOmnTO. 15mm，磨加工后表面组织均勻，加工 精度达到设计图纸技术要求标准。
本发明解决了的重大装备制造中超大型工作缸活塞生产制造实际问题，提供一种 技术可靠、工艺合理、质量可靠、应用效果显著，而且安全无污染的大型油压机超大型工作 缸活塞外工作表面激光深层硬化强化处理方法。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式
详述如下 一种大型油压机超大型活塞的柱面硬化强化处理方法，实施步骤如下(1)油压机超大型工作缸活塞工作表面经过清理干净后，将含有Ti02、SiO2、石墨、 Ae2O2，按1:1:0.3:0. 1比例的微米级粉剂和纳米级粉剂混合，其中各种材料微米级粉剂与 纳米级粉剂的重量比为4:1 ；将上述粉剂混合均勻后，用甲基纤维素溶液作增粘剂均勻融 合在一起，所述粉剂与增粘剂可按工件表面喷涂层达到均勻即可，是一种混合溶液态，通常 粉剂与增粘剂为1 :3、(重量/体积)，即可按常规配制且采用喷涂方法预置在活塞待强化 工作表面；有效厚度为0. 05、. 15mm，形成均勻的激光硬化深化增强涂层。
(2)使用TFL-H6000C02高功率激光加工机组，采用30X2mm宽幅激光光束，有 效功率430(T52(K)W，在活塞表面进行密布式深层硬化强化，实现激光硬化强化有效深度 2. 2 3. 0mm，硬化层硬度HRC55 60。
(3)经激光深层硬化强化后，活塞工作表面按常规采用磨削加工，达到设计图纸机 械尺寸公差和精度。
例如某国家重点型号大型油压机的Φ1800Χ5500πιπι超大型主工作缸活塞，采 用激光深化硬化强化方法；使用THL-H6000型6000WCA激光加工机组，采用30 X 2mm宽 幅激光光束，功率4600W，对活塞工作表面进行密布式深层硬化强化，预先在活塞待处理表 面预硬化强化增强涂层，均勻厚度0. 07、. 12mm。经检测，激光硬化强化层深2. Γ2. 6mm, HRC56 59，达到了技术要求。
总之，该方法使用高功率(X)2激光加工机组，采用宽幅激光光束在活塞工作表面进 行密布式、深层硬化强化，实现激光硬化强化。深度距表面向工件内达到2. 2 3. 0mm。为了 达到上述效果，本方法又采用激光硬化深化增强涂层，实现了活塞的激光深层硬化强化效果ο
上述参照实施例对该大型油压机超大型活塞的柱面硬化强化处理方法进行的详 细描述，是说明性的而不是限定性的，按照组分配比限定范围可列举若干个实施例，因此在 不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种大型油压机超大型活塞的柱面硬化强化处理方法，其特征在于实施步骤如下 (1)油压机超大型工作缸活塞工作表面经过清理干净后，将含有Ti02、SiO2、石墨、 Ae2O2，按1:1:0.3:0. 1比例的微米级粉剂和纳米级粉剂混合，其中各种材料微米级粉剂与 纳米级粉剂的重量比为4:1 ；将上述粉剂混合均勻后，用甲基纤维素溶液作增粘剂均勻融 合在一起，采用喷涂方法预置在活塞待强化工作表面；有效厚度为0. 05、. 15mm，形成均勻 的激光硬化深化增强涂层；(2 )使用TFL-H6000C&高功率激光加工机组，采用30 X 2mm宽幅激光光束，有效 功率430(T52(K)W，在活塞表面进行密布式深层硬化强化，实现激光硬化强化有效深度 2. 2 3. Omm,硬化层硬度HRC55 60 ；(3)经激光深层硬化强化后，活塞工作表面采用磨削加工，达到设计图纸机械尺寸公差 和精度。
全文摘要
本发明涉及一种大型油压机超大型活塞的柱面硬化强化处理方法，步骤如下(1)油压机超大型工作缸活塞工作表面经过清理干净后，将含有TiO2、SiO2、石墨、Ae2O2，按1:1:0.3:0.1比例的微米级粉剂和纳米级粉剂混合，其中各种材料微米级粉剂与纳米级粉剂的重量比为4:1；将混合粉剂用甲基纤维素溶液均匀融合，采用喷涂方法预置在活塞待强化工作表面；厚度为0.05~0.15mm，形成均匀的激光硬化深化增强涂层。(2)使用TFL-H6000CO2高功率激光加工机组，采用30×2mm宽幅激光光束，有效功率4300~5200W，在活塞表面进行密布式深层硬化强化，实现激光硬化强化有效深度2.2~3.0mm，硬化层硬度HRC55~60。(3)经激光深层硬化强化后，活塞工作表面采用磨削加工，达到设计图纸机械尺寸公差和精度。其工艺简单，效果非常显著。
文档编号C23C24/10GK102031514SQ20101055899
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者魏振华 申请人:天津大族烨峤激光技术有限公司