雷射強化軸類件的方法
2023-05-22 15:21:06
專利名稱：雷射強化軸類件的方法
技術領域：
本發明涉及一種雷射強化軸類件的方法，用於提高機械設備及電機使用的軸類件 的性能，屬於雷射熔覆技術領域。
背景技術：
軸是支承轉動零件並與之一起迴轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為 金屬圓杆狀，各段可以有不同的直徑。根據軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。 根據軸的承載情況，又可分為①轉軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的 軸，如各種減速器中的軸等。②心軸，用來支承轉動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心 軸轉動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉動，如支承滑輪的軸等。③傳動軸，主要用來傳 遞扭矩而不承受彎矩，如起重機移動機構中的長光軸、汽車的驅動軸等。軸的材料主要採用 碳素鋼或合金鋼。軸的工作能力一般取決於強度和剛度，轉速高時還取決于振動穩定性。機 器中作迴轉運動的零件就裝在軸上。在機器中作迴轉運動的零件與軸長期相互作用相互摩 擦，使軸頸磨損直徑變小，導致軸無法和機器中作迴轉運動的零件配合。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種雷射強化軸類件的方法，能夠提高其性能， 延緩磨損速度，延長軸的使用壽命。為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案本發明公開了一種雷射強化軸類件的方法，包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少1. 5-1. 8mm ；2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6. 8kw，激 光束為15*2. 5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉 末熔覆到軸頸上；選用的金屬粉末材料的重量百分比為95. 95% Fe、0. 31% C、l. 35% Si,
0.97% Μη、1· 26% Cr、0. 061% Ni、0. 14% Cu、0. 074% Ti、0. 01% S 和 0. 005% P。本發明還公開了一種雷射強化軸類件的方法，包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少2. 5-3. 5mm ；2)對軸類件進行預熱，預熱到溫度200-300°C。2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6. 8kw，激 光束為15*2. 5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末 熔覆到軸頸上，形成2層雷射強化層；所述雷射強化層包括置於軸頸表面的底層和位於底 層上面的表面層；底層選用的金屬粉末材料的重量百分比為0. 25% CU. 0% Si,0. 5%MnU.5% Cr、0. 080% Ni、0. 2% Cu、0. 1% Ti、0. 05% S、0. 005% P、餘量為 Fe ；面層選用的冶金粉末材料的重量百分比為0. 31% CU. 35% Si、0.97% Mn、
1.26% Cr、0. 061% Ni、0. 14% Cu、0. 074% Ti、0. 01% S、0. 005% P,5% W、餘量為 Fe ；
(3)熔覆後，在400-500°C真空熱處理爐中進行保溫，保溫時間為2_3小時；(4)將軸類件經車削和磨削處理至設計尺寸。本發明的有益效果本發明利用雷射束能量高度集中、方向高度集中的特性，在大氣環境下進行無汙 染操作，在廉價金屬材料表面形成一層硬度高、無裂紋，且與基體呈冶金結合的雷射強化 層，將金屬良好的堅韌性和塗層材料的高硬度、高化學穩定性、高耐磨性結合起來，創新了 高性能塗層的生產工藝；通過檢測可以看出耐磨層厚度均勻，硬度分布梯次均勻，說明所 選擇的工藝穩定、可行，雷射熔覆後的軸類件，洛氏硬度可以達到為HRC35以上；本發明另 一方案採用多層熔覆技術，底層的合金粉末與基體粘接性能好，避免了雷射強化層與基層 的開裂現象，延長了使用壽命；面層具有更好的耐磨性能、更好的防腐性能，以進一步優化 了軸的性能。
具體實施例方式實施例1一種雷射強化軸類件的方法，包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少1. 5-1. 8mm ；2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6. 8kw，激 光束為15*2. 5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉 末熔覆到軸頸上；選用的金屬粉末材料的重量百分比為95. 95% Fe、0. 31% C、l. 35% Si,
0.97% Μη、1· 26% Cr、0. 061% Ni、0. 14% Cu、0. 074% Ti、0. 01% S 和 0. 005% P。通過檢測可以看出耐磨層厚度均勻，硬度分布梯次均勻，說明所選擇的工藝穩 定、可行，雷射熔覆後的軸類件，洛氏硬度可以達到為HRC35。實施例2一種雷射強化軸類件的方法，包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少2. 5-3. 5mm ；2)對軸類件進行預熱，預熱到溫度200-300°C。2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6. 8kw，激 光束為15*2. 5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末 熔覆到軸頸上，形成2層雷射強化層；所述雷射強化層包括置於軸頸表面的底層和位於底 層上面的表面層；底層選用的金屬粉末材料的重量百分比為0. 25% CU. 0% Si,0. 5%MnU.5% Cr、0. 080% Ni、0. 2% Cu、0. 1% Ti、0. 05% S、0. 005% P、餘量為 Fe ；面層選用的冶金粉末材料的重量百分比為0. 31% CU. 35% Si、0.97% Mn、
1.26% Cr、0. 061% Ni、0. 14% Cu、0. 074% Ti、0. 01% S、0. 005% P,5% W、餘量為 Fe ；(3)熔覆後，在400-500°C真空熱處理爐中進行保溫，保溫時間為2_3小時；(4)將軸類件經車削和磨削處理至設計尺寸。通過檢測可以看出耐磨層厚度均勻，硬度分布梯次均勻，說明所選擇的工藝穩 定、可行，雷射熔覆後的軸類件，洛氏硬度可以達到為HRC45。
權利要求
一種雷射強化軸類件的方法，其特徵在於，包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少1.5 1.8mm；2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6.8kw，雷射束為15*2.5寬帶矩形光斑，掃描速度為480 600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末熔覆到軸頸上；選用的金屬粉末材料的重量百分比為95.95％Fe、0.31％C、1.35％Si、0.97％Mn、1.26％Cr、0.061％Ni、0.14％Cu、0.074％Ti、0.01％S和0.005％P。
2.一種雷射強化軸類件的方法，其特徵在於，包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少2.5-3. 5mm ；2)對軸類件進行預熱，預熱到溫度200-300°C。2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6. 8kw，雷射束 為15*2. 5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末熔覆 到軸頸上，形成2層雷射強化層；所述雷射強化層包括置於軸頸表面的底層和位於底層上 面的表面層；底層選用的金屬粉末材料的重量百分比為0. 25% CU. 0% Si,0. 5%MnU.5% Cr、 0. 080% Ni、0. 2% Cu、0. 1% Ti、0. 05% S、0. 005% P、餘量為 Fe ；面層選用的冶金粉末材料的重量百分比為0. 31%CU. 35%Si,0. 97%MnU. 26% Cr, 0. 061% Ni、0. 14% Cu、0. 074% Ti、0. 01% S、0. 005% P,5% W、餘量為 Fe ；(3)熔覆後，在400-500°C真空熱處理爐中進行保溫，保溫時間為2-3小時；(4)將軸類件經車削和磨削處理至設計尺寸。
全文摘要
本發明公開了一種雷射強化軸類件的方法，用於提高機械設備及電機使用的軸類件的性能，屬於雷射熔覆技術領域。本發明要解決的技術問題是提供一種雷射強化軸類件的方法，能夠提高其性能，延緩磨損速度，延長軸的使用壽命。為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案包括以下步驟1)利用現有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設計值減少1.5-1.8mm；2)將上述加工的軸類件安裝在雷射熔覆機的卡盤上，雷射輸出功率為6.8kw，雷射束為15*2.5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末熔覆到軸頸上；選用的金屬粉末材料的重量百分比為95.95％Fe、0.31％C、1.35％Si、0.97％Mn、1.26％Cr、0.061％Ni、0.14％Cu、0.074％Ti、0.01％S和0.005％P。本發明雷射熔覆後的軸類件，洛氏硬度可以達到為HRC35以上，優化了軸的性能。
文檔編號C23C24/10GK101974748SQ201010218099
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月6日 優先權日2010年7月6日
發明者周峰, 李倫實, 李希勇, 杜柏奇, 楊慶東 申請人:山東建能大族雷射再製造技術有限公司