一种轴类零件的激光热熔覆工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轴类零件的再制造技术领域，具体的说是一种轴类零件的激光热熔覆 工艺。
【背景技术】
[0002] 轴类零件在机械传动、连接中应用的较为普遍，往往承受着重负载和扭矩，使用一 段时间后，会在与其它零部件的连接处有一定程度的磨损，随着磨损的加剧，使得轴类零件 的使用寿命和性能急剧下降，降低了设备的稳定性，在检修的过程中，对于磨损较为严重的 轴类零件拆下予以更换，使得设备的使用和维护成本较高，且更换轴类零件较为麻烦，拆下 的轴类零件未采取相应的技术手段进行回收，导致了严重的资源浪费。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种轴类零件的激光热熔覆工艺，实现对磨损 后的轴类进行修复，实现了轴类零件的回收再利用，以降低设备的使用和维护成本。
[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] 一种轴类零件的激光热熔覆工艺，包括以下工艺步骤：
[0006] (1)表面清理：对轴类零件的油污和锈迹进行处理，并进一步喷砂处理，以裸露出 金属表面，从而在熔覆过程中，确保裸露的金属与熔覆层能够紧密结合，保证熔覆后的质 量；
[0007] (2)将轴类零件装夹在机床上，利用三维扫描仪对轴类零件的外圆面进行扫描，并 将三维数据传输给计算机，利用计算机成像；
[0008] (3)在计算机中输入原始轴类零件的直径及轴长，利用计算机分析得出各部位数 据差值，即磨损量输入到PLC中，利用PLC形成控制信号；
[0009] (4)启动送粉器和激光器，同步的启动机床，驱动轴类零件低速回转，并利用PLC 形成控制信号控制送粉器和激光器运动，并实时改变送粉量和激光参数，其中送粉器内输 送的为Fe-Gr-Ni纳米粉末，利用激光在轴类零件的表面形成熔覆层；
[0010] (5)修整：对熔覆后的轴类零件表面进行修整，使其达到实际使用的尺寸要求。
[0011] 所述步骤（4)中的熔覆方式为：当轴类零件低速回转一周后，PLC控制送粉器和激 光器沿着轴类零件的轴线方向前进一个长度单位后停止运动，该长度单位等于激光器每次 熔覆的宽度，接着轴类零件再低速回转一周后，PLC再次控制送粉器和激光器沿着轴类零件 的轴线方向前进一个长度单位后停止运动，直至到达轴类零件末端。按照上述的熔覆方式， 可实现对轴类零件外圆面的全方位熔覆处理，以对轴类零件表面的裂纹和磨损部位进行填 补，保证了结合处的质量，结合强度高，同时采用激光技术与纳米技术相结合，在轴类零件 表面形成熔覆层，极大的提高了修复后的轴类零件的使用性能，从而达到轴类零件回收再 利用的目的。
[0012] 所述Fe-Gr-Ni纳米粉末Fe占59 %，Gr占23 %，Ni占15 %，组合添加剂占3 %。
[0013] 所述组合添加剂包括GO、Si、B、Si，所述GO、Si、B、Si按照2:0. 7:1:3的比例均匀 混合，其中GO为氧化石墨烯，是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉 末状、片状以及溶液状的，将氧化石墨烯与其它组分结合，从而提高了Fe-Gr-Ni纳米粉末 制成的熔覆层的综合性能。
[0014] 本发明的有益效果是：本发明利用自动化控制与、激光技术、纳米技术结合，实现 对磨损后的轴类进行修复，实现了轴类零件的回收再利用，以降低设备的使用和维护成本， 延长了轴类零件的使用寿命。
【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 实施例一：一种轴类零件的激光热熔覆工艺，包括以下工艺步骤：
[0017] (1)表面清理：对轴类零件的油污和锈迹进行处理，并进一步喷砂处理，以裸露出 金属表面，从而在熔覆过程中，确保裸露的金属与熔覆层能够紧密结合，保证熔覆后的质 量；
[0018] (2)将轴类零件装夹在机床上，利用三维扫描仪对轴类零件的外圆面进行扫描，并 将三维数据传输给计算机，利用计算机成像；
[0019] (3)在计算机中输入原始轴类零件的直径及轴长，利用计算机分析得出各部位数 据差值，即磨损量输入到PLC中，利用PLC形成控制信号；
[0020] (4)启动送粉器和激光器，同步的启动机床，驱动轴类零件低速回转，并利用PLC 形成控制信号控制送粉器和激光器运动，并实时改变送粉量和激光参数，其中送粉器内输 送的为Fe-Gr-Ni纳米粉末，利用激光在轴类零件的表面形成熔覆层；
[0021] (5)修整：对熔覆后的轴类零件表面进行修整，使其达到实际使用的尺寸要求。
[0022] 所述步骤（4)中的熔覆方式为：当轴类零件低速回转一周后，PLC控制送粉器和激 光器沿着轴类零件的轴线方向前进一个长度单位后停止运动，该长度单位等于激光器每次 熔覆的宽度，接着轴类零件再低速回转一周后，PLC再次控制送粉器和激光器沿着轴类零件 的轴线方向前进一个长度单位后停止运动，直至到达轴类零件末端，并可根据不同部位的 数据差值调控送粉量和激光参数。按照上述的熔覆方式，可实现对轴类零件外圆面的全方 位熔覆处理，以对轴类零件表面的裂纹和磨损部位进行填补，保证了结合处的质量，结合强 度高，同时采用激光技术与纳米技术相结合，在轴类零件表面形成熔覆层，极大的提高了修 复后的轴类零件的使用性能，从而达到轴类零件回收再利用的目的。
[0023] 所述Fe-Gr-Ni纳米粉末Fe占59 %，Gr占23 %，Ni占15 %，组合添加剂占3 %。
[0024] 所述组合添加剂包括GO、Si、B、Si，所述GO、Si、B、Si按照2:0. 7:1:3的比例均匀 混合，其中GO为氧化石墨烯，是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉 末状、片状以及溶液状的，将氧化石墨烯与其它组分结合，从而提高了Fe-Gr-Ni纳米粉末 制成的熔覆层的综合性能。
[0025] 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轴类零件进行检 测，检测结果的数据如下：
[0026]
【主权项】
1. 一种轴类零件的激光热熔覆工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤： (1) 表面清理：对轴类零件的油污和锈迹进行处理，并进一步喷砂处理，以裸露出金属 表面； (2) 将轴类零件装夹在机床上，利用三维扫描仪对轴类零件的外圆面进行扫描，并将三 维数据传输给计算机，利用计算机成像； (3) 在计算机中输入原始轴类零件的直径及轴长，利用计算机分析得出各部位数据差 值，即磨损量输入到PLC中，利用PLC形成控制信号； (4) 启动送粉器和激光器，同步的启动机床，驱动轴类零件低速回转，并利用PLC形成 控制信号控制送粉器和激光器运动，并实时改变送粉量和激光参数，其中送粉器内输送的 为Fe-Gr-Ni纳米粉末，利用激光在轴类零件的表面形成熔覆层； (5) 修整：对熔覆后的轴类零件表面进行修整，使其达到实际使用的尺寸要求。
2. 根据权利要求1所述的一种轴类零件的激光热熔覆工艺，其特征在于：所述步骤（4) 中的熔覆方式为：当轴类零件低速回转一周后，PLC控制送粉器和激光器沿着轴类零件的 轴线方向前进一个长度单位后停止运动，该长度单位等于激光器每次熔覆的宽度，接着轴 类零件再低速回转一周后，PLC再次控制送粉器和激光器沿着轴类零件的轴线方向前进一 个长度单位后停止运动，直至到达轴类零件末端。
3. 根据权利要求1所述的一种轴类零件的激光热熔覆工艺，其特征在于：所述 Fe-Gr-Ni纳米粉末Fe占59 %，Gr占23 %，Ni占15 %，组合添加剂占3 %。
4. 根据权利要求3所述的一种轴类零件的激光热熔覆工艺，其特征在于：所述组合添 加剂包括GO、Si、B、Si，所述GO、Si、B、Si按照2:0. 7:1:3的比例均匀混合。
【专利摘要】本发明涉及一种轴类零件的激光热熔覆工艺，包括以下工艺步骤：(1)表面清理；(2)将轴类零件装夹在机床上，利用三维扫描仪对轴类零件的外圆面进行扫描，并将三维数据传输给计算机，利用计算机成像；(3)在计算机中输入原始轴类零件的直径及轴长，利用计算机分析得出各部位数据差值，输入到PLC中，利用PLC形成控制信号；(4)启动送粉器和激光器，同步的启动机床，驱动轴类零件低速回转，利用激光在轴类零件的表面形成熔覆层；(5)修整。本发明利用自动化控制与、激光技术、纳米技术结合，实现对磨损后的轴类进行修复，实现了轴类零件的回收再利用，以降低设备的使用和维护成本，延长了轴类零件的使用寿命。
【IPC分类】C22C38-54, C23C24-10
【公开号】CN104831271
【申请号】CN201510233225
【发明人】程敬卿
【申请人】芜湖鼎恒材料技术有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月9日