煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层及涂覆工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防护涂层领域，具体是一种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层及涂覆工艺。
【背景技术】
[0002]液压支架是以乳化液作为动力介质，将液压能转化为机械能的一种机械设备。在现代综合机械化采煤过程中，工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的重要因素，而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架。它与采煤机、刮板机配套使用，实现采煤综合机械化，并为煤矿工人提供最大限度的安全保障。
[0003]立柱是液压支架的主要部件之一，立柱材料多为27SiMn钢，该材料抗腐蚀性能较差，目前在制造立柱时，外表面多采用电镀方法来提高表面的防腐和耐磨性能，而立柱内孔表面却无法实现有效防护层的制造，但在实际使用过程中，液压支架立柱内孔需通入乳化液和地下水，但地下水中含有大量的氯离子、硫酸根离子、硫化氢等腐蚀性介质，立柱内孔表面在短期内就会发生锈蚀，当内孔表面锈蚀达到一定程度后，就会导致密封失效而造成液压支架无法正常工作，严重影响煤矿的安全生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层及涂覆工艺，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]—种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层，由以下重量百分数的原料组成:Si 1.15?1.21%，Ni 1.85?1.95%，Cr 30.00?32.02%，Mn 0.90?1.02%，Mo 1.20?1.38%，Fe余量。
[0007]—种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层的涂覆工艺，涂覆步骤如下:
[0008](1)确定立柱内孔原始尺寸，测量内孔直径并记录；
[0009](2)确定立柱内孔需要涂覆涂层的单边厚度，按照厚度要求确认涂覆次数；
[0010](3)利用丙酮擦洗立柱内孔表面，以去除表面油污；
[0011](4)用0.3?0.5MPa的压缩空气和40?45目的棕刚玉颗粒对立柱内孔进行喷砂处理，喷砂角度为垂直内孔表面80?90°C，然后再用压缩空气吹干，除去表面残留的沙粒和浮灰；
[0012](5)检验喷砂表面，将处理好的立柱放置待涂覆车间；
[0013](6)提前lh将需要涂覆的粉末放置95?105°C的干燥箱内干燥50?70min，粉末的颗粒为300目；
[0014](7)装卡立柱工件，对设备进行调试，并采用等离子喷涂技术对立柱进行涂覆操作，涂覆的工艺参数为，电流400?600A，电压40?60V，主气Ar的流速60?80L/min，次气H2的流速20?30L/min，送粉气体的流速40?60L/min，送粉的速度15?30g/min，涂覆距离60?120mm，喷枪移动速度10?20mm/s，涂覆角度60?90° ；
[0015](8)检测并记录涂层厚度，观察涂层表面质量，确定没有脱落、起皮、鼓包现象后，冷却至室温后取下工件，立即进行封孔处理，用环氧树脂在内孔处均匀涂刷两次，晾干22?26h，防止涂层吸附潮气而影响质量；
[0016](9)对涂层进行珩磨，使表面达到液压支架立柱技术要求的光洁度和壁厚；
[0017](10)对内孔涂层进行两道的滚压，以提高涂层的致密和表面硬度。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明通过等离子喷涂技术和滚压技术在立柱内孔表面获得均匀致密的防护层，并具有优良的防腐、耐磨性能，可以有效提高液压支架的使用寿命，并增强其可靠性。
【附图说明】
[0019]图1为本发明涂覆工艺的流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]—种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层，由以下重量百分数的原料组成:Si 1.18% ,Ni 1.90%，Cr 31.01% ,Μη 0.96% ,Mo 1.29%，Fe余量。
[0022]该不锈钢防护涂层的涂覆工艺，涂覆步骤如下，流程图如图1所示:
[0023 ] (1)确定立柱内孔原始尺寸，测量内孔直径并记录；
[0024](2)确定立柱内孔需要涂覆涂层的单边厚度，按照厚度要求确认涂覆次数；
[0025](3)利用丙酮擦洗立柱内孔表面，以去除表面油污；
[0026](4)用0.4MPa的压缩空气和40?45目的棕刚玉颗粒对立柱内孔进行喷砂处理，喷砂角度为垂直内孔表面80?90°C，然后再用压缩空气吹干，除去表面残留的沙粒和浮灰；
[0027](5)检验喷砂表面，目测表面呈现亚光色，没有闪亮的金属光泽，喷砂后的产品表面不能用手直接接触，或对着表面说话，防止发生二次污染;将处理好的立柱放置待涂覆车间，搬运产品需要用干净的棉手套，待涂覆立柱保持干燥和干净；
[0028](6)提前lh将需要涂覆的粉末放置100°C的干燥箱内干燥60min，粉末的颗粒为300目，去除粉末中的水分，保证粉末具有好的流动性；
[0029](7)装卡立柱工件，对设备进行调试，并采用等离子喷涂技术对立柱进行涂覆操作，涂覆的工艺参数为，电流400?600A，电压40?60V，主气Ar的流速60?80L/min，次气H2的流速20?30L/min，送粉气体的流速40?60L/min，送粉的速度15?30g/min，涂覆距离60?120mm，喷枪移动速度10?20mm/s，涂覆角度60?90° ；
[0030](8)检测并记录涂层厚度，观察涂层表面质量，确定没有脱落、起皮、鼓包现象后，冷却至室温后取下工件，立即进行封孔处理，用环氧树脂在内孔处均匀涂刷两次，晾干22?26h，防止涂层吸附潮气而影响质量；
[0031](9)对涂层进行珩磨，使表面达到液压支架立柱技术要求的光洁度和壁厚；
[0032](10)对内孔涂层进行两道的滚压，以提高涂层的致密和表面硬度，使内孔表面光洁度和涂层厚度达到液压支架装配的要求。
[0033]内孔涂层质量检
[0034](1)涂层外观检测，目测涂层没有起皮，鼓包，剥落现象;测量单边厚度满足技术要求；
[0035](2)涂层耐盐水腐蚀性能，用1 %的氯化钠水溶液喷洒至涂层表面，在室温大气环境中观察涂层表面经过10h后，是否有点蚀现象产生，没有点蚀现象说明涂层质量合格，如果出现点蚀现象，则需要对涂层表面进行二次封口，直至达到耐腐蚀性能指标要求。
[0036]利用本发明工艺制造的液压支架立柱内孔表面防护层的特点如下:
[0037](1)耐腐蚀
[0038]涂层的材料可根据液压支架的工作环境中存在的腐蚀介质，选取耐氯离子、硫酸根离子、硫化氢等腐蚀的材料，在严重腐蚀的环境下还可以采用梯度功能层来进一步提高涂层的耐腐蚀性能。
[0039](2)耐磨损
[0040]涂层的材料在选取时除考虑耐腐蚀要求之外，还充分考虑到对立柱耐磨性能的要求，涂层的表面硬度可根据使用环境及机械加工的要求，一般硬度范围在HRC 35-45之间，可完全满足液压支架立柱的工作要求。
[0041](3)结合力
[0042]涂层与基材结合强度高，可达35_45MPa，满足立柱内孔表面的使用工况。
[0043](4)寿命长
[0044]由于立柱内孔表面涂层具有与基材的结合强度好，耐腐、耐磨等优点，故可以有效保护立柱内孔表面，使其使用寿命增长，与优良密封件配合使用时，可实现液压支架立柱长时间工作而无泄漏。
[0045]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
【主权项】
1.一种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层，其特征在于，由以下重量百分数的原料组成:Si 1.15 ?1.21%，Ni 1.85?1.95 %，Cr 30.00 ?32.02 %，Mn 0.90 ?1.02% ,Μο 1.20?1.38%，Fe余量。2.—种如权利要求1所述的煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层的涂覆工艺，其特征在于，涂覆步骤如下: (1)确定立柱内孔原始尺寸，测量内孔直径并记录； (2)确定立柱内孔需要涂覆涂层的单边厚度，按照厚度要求确认涂覆次数； (3)利用丙酮擦洗立柱内孔表面，以去除表面油污； (4)用0.3?0.5MPa的压缩空气和40?45目的棕刚玉颗粒对立柱内孔进行喷砂处理，喷砂角度为垂直内孔表面80?90°C，然后再用压缩空气吹干，除去表面残留的沙粒和浮灰； (5)检验喷砂表面，将处理好的立柱放置待涂覆车间； (6)提前lh将需要涂覆的粉末放置95?105°C的干燥箱内干燥50?70min，粉末的颗粒为300目； (7)装卡立柱工件，对设备进行调试，并采用等离子喷涂技术对立柱进行涂覆操作，涂覆的工艺参数为，电流400?600A，电压40?60V，主气Ar的流速60?80L/min，次气H2的流速20?30L/min，送粉气体的流速40?60L/min，送粉的速度15?30g/min，涂覆距离60?120mm，喷枪移动速度10?20mm/s，涂覆角度60?90° ； (8)检测并记录涂层厚度，观察涂层表面质量，确定没有脱落、起皮、鼓包现象后，冷却至室温后取下工件，立即进行封孔处理，用环氧树脂在内孔处均匀涂刷两次，晾干22?26h，防止涂层吸附潮气而影响质量； (9)对涂层进行珩磨，使表面达到液压支架立柱技术要求的光洁度和壁厚； (10)对内孔涂层进行两道的滚压，以提高涂层的致密和表面硬度。
【专利摘要】本发明公开了一种煤矿液压支架立柱内孔表面用不锈钢防护涂层及涂覆工艺，该防护涂层由304不锈钢，Ni，Cr，Si和B组成。确定未涂覆立柱内孔尺寸确认涂覆次数，擦洗立柱内孔表面，用压缩空气和棕刚玉颗粒对立柱内孔进行喷砂处理，吹干后检验喷砂表面，采用用等离子喷涂技术将提前处理的防护涂层粉末对立柱内孔进行涂覆操作，检测并记录涂层厚度，观察涂层表面质量，冷却至室温后取下工件并进行封孔处理，用环氧树脂在内孔处均匀涂刷两次并晾干，对涂层进行珩磨以及两道的滚压。本发明通过等离子喷涂技术和滚压技术在立柱内孔表面获得均匀致密的防护层，并具有优良的防腐、耐磨性能，可以有效提高液压支架的使用寿命，并增强其可靠性。
【IPC分类】C22C38/44, C22C38/02, C22C38/04, C23C4/06, C23C4/134
【公开号】CN105483560
【申请号】CN201510933338
【发明人】时婧, 王秋月
【申请人】中国海洋大学, 北京德立久科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月14日