一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理 工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦用大型液壓支架在煤礦采掘過(guò)程中起到重要的作用，用于巷道支撐，防止煤礦 塌陷，保證了煤礦采掘的安全性。作為礦用大型液壓支架上重要的部件之一的立柱，在巷道 支護(hù)的過(guò)程中，易造成磨損，會(huì)降低立柱的機(jī)械強(qiáng)度，減少使用壽命，給煤礦采掘帶來(lái)安全 隱患，因此需要定期的檢查和更換，使得設(shè)備的維護(hù)和使用成本較高，且拆下的磨損的支柱 由于沒(méi)有采用相應(yīng)的回收措施，導(dǎo)致嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝， 針對(duì)磨損后的礦用大型液壓支架立柱進(jìn)行進(jìn)一步的處理，調(diào)節(jié)和控制精確，以確保再制造 后的礦用大型液壓支架立柱符合使用的性能需求，實(shí)現(xiàn)了礦用大型液壓支架立柱的回收再 利用，避免了資源的浪費(fèi)。
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0005] 一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝，包括：
[0006] (1)前期處理：
[0007] a)用松香水脫脂除油；
[0008] b)除銹；
[0009] c)磷化；
[0010] d)噴砂；前期處理為后續(xù)的激光熔覆加工做保障，防止因鐵銹、油污而導(dǎo)致激光 熔覆失敗
[0011] (2)將礦用大型液壓支架立柱裝夾在機(jī)床上；
[0012] (3)打開(kāi)氣源，向礦用大型液壓支架立柱待修復(fù)表面供二氧化碳、氮?dú)狻⒑?，且?體輸出量控制為二氧化碳：氮?dú)猓汉?1 : 1 : 18,以充分的實(shí)現(xiàn)對(duì)熔覆層的保護(hù)，防止 外界氣體的影響；
[0013] (4)啟動(dòng)送粉器，向礦用大型液壓支架立柱上待修復(fù)表面加 ZrO2-HfO2納米粉末， 采用加 Zr02-HfO2m米粉末作為熔覆材料，可改善熔覆層的機(jī)械性能，最終起到改善礦用大 型液壓支架立柱機(jī)械性能和延長(zhǎng)使用壽命的作用；
[0014] (5)啟動(dòng)激光器，調(diào)節(jié)光斑寬度15mm，掃面速度為18mm/s，厚度為2mm，并將參數(shù)編 寫(xiě)到PLC控制系統(tǒng)中，進(jìn)而將Zr02-Hf02m米粉末熔覆在礦用大型液壓支架立柱的表面上， 利用PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制，取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)送粉旋鈕的方式，提高了操控的精 確度，調(diào)控速度快以確保熔覆層的成型質(zhì)量；
[0015] (6)后期處理：采用金鋼銼拋光處理。
[0016] 所述ZrO2-HfO2納米粉末由以下質(zhì)量百分比的組分組成：ZrO 2S 65%，HfO2S 31%，1102為2. 75%，微量元素為1.25%，由于材料硬度比較高、韌性稍差，所以添加了 11〇2作為助劑，可提高硬度、韌性。
[0017] 所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo,所述C、Cr、Si、B、Fe、Mo按照質(zhì)量百分比 為3 : 1.5 : I : I : 3 : 2的比例均勻混合制成后，再與經(jīng)過(guò)溫式粉碎法制得65% Zr02、 31% Hf02、2. 75% 1102的納米球，利用活性劑保護(hù)法進(jìn)行均勻的混合以形成ZrO2-HfO2納米 粉末。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制，取代了傳統(tǒng)的手動(dòng) 調(diào)節(jié)送粉旋鈕的方式，提高了操控的精確度，調(diào)控速度快以確保熔覆層的成型質(zhì)量，并以激 光將ZrO2-HfO2納米粉末熔覆在礦用大型液壓支架立柱的表面上形成熔覆層，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦用 大型液壓支架立柱的表面修復(fù)，同時(shí)，改善了大型液壓支架立柱的機(jī)械性能，實(shí)現(xiàn)了大型液 壓支架立柱的回收再利用，延長(zhǎng)了大型液壓支架立柱的使用壽命，降低了大型液壓支架的 維護(hù)和使用的成本。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步闡述。
[0020] 實(shí)施例一：一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝，包括：
[0021] (1)前期處理：
[0022] a)用松香水脫脂除油；
[0023] b)除銹；
[0024] c)磷化；
[0025] d)噴砂；前期處理為后續(xù)的激光熔覆加工做保障，防止因鐵銹、油污而導(dǎo)致激光 熔覆失敗
[0026] (2)將礦用大型液壓支架立柱裝夾在機(jī)床上；
[0027] (3)打開(kāi)氣源，向礦用大型液壓支架立柱待修復(fù)表面供二氧化碳、氮?dú)?、氦氣，且?體輸出量控制為二氧化碳：氮?dú)猓汉?1 : 1 : 18,以充分的實(shí)現(xiàn)對(duì)熔覆層的保護(hù)，防止 外界氣體的影響；
[0028] (4)啟動(dòng)送粉器，向礦用大型液壓支架立柱上待修復(fù)表面加 ZrO2-HfO2納米粉末， 采用加 Zr02-HfO2m米粉末作為熔覆材料，可改善熔覆層的機(jī)械性能，最終起到改善礦用大 型液壓支架立柱機(jī)械性能和延長(zhǎng)使用壽命的作用；
[0029] (5)啟動(dòng)激光器，調(diào)節(jié)光斑寬度15mm，掃面速度為18mm/s，厚度為2mm，并將參數(shù)編 寫(xiě)到PLC控制系統(tǒng)中，進(jìn)而將Zr02-Hf02m米粉末熔覆在礦用大型液壓支架立柱的表面上， 利用PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制，取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)送粉旋鈕的方式，提高了操控的精 確度，調(diào)控速度快以確保熔覆層的成型質(zhì)量；
[0030] (6)后期處理：采用金鋼銼拋光處理。
[0031] 所述ZrO2-HfO2納米粉末由以下質(zhì)量百分比的組分組成：ZrO 2S 65%，HfO2S 31%，1102為2. 75%，微量元素為1.25%，由于材料硬度比較高、韌性稍差，所以添加了 11〇2作為助劑，可提高硬度、韌性。
[0032] 所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo,所述C、Cr、Si、B、Fe、Mo按照質(zhì)量百分比 為3 : 1.5 : I : I : 3 : 2的比例均勻混合制成后，再與經(jīng)過(guò)溫式粉碎法制得65% Zr02、 31% Hf02、2. 75% 1102的納米球，利用活性劑保護(hù)法進(jìn)行均勻的混合以形成ZrO2-HfO2納米 粉末。
[0033] 為了論證本發(fā)明的實(shí)際效果，特通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)施例一實(shí)施后的礦用大型液壓支架 立柱進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)如下：
[0034]
[0035] 由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過(guò)激光熔覆后的礦用大型液壓支架立柱，硬度可達(dá) HRC65,熔覆層的密度達(dá)7.25g/cm3,并在相同的實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)下進(jìn)行了磨損量測(cè)試對(duì)比 試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
[0036]
[0037] 其中，對(duì)比組為9Crl8,9Crl8的磨損量為熔覆層的12倍，可見(jiàn)，采用激光熔覆后， 礦用大型液壓支架立柱的耐磨性能得到了極大的提升，從而延長(zhǎng)了礦用大型液壓支架立柱 的使用壽命。
[0038] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受步驟實(shí)施例的限制，步驟實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效 物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝，包括： (1) 前期處理： a) 用松香水脫脂除油； b) 除銹； c) 磷化； d) 噴砂； (2) 將礦用大型液壓支架立柱裝夾在機(jī)床上；其特征在于：還包括： (3) 打開(kāi)氣源，向礦用大型液壓支架立柱待修復(fù)表面供二氧化碳、氮?dú)?、氦氣，且氣體輸 出量控制為二氧化碳：氮?dú)猓汉?I: 1 : 18 ; (4) 啟動(dòng)送粉器，向礦用大型液壓支架立柱上待修復(fù)表面加ZrO2-HfO2納米粉末； (5) 啟動(dòng)激光器，調(diào)節(jié)光斑寬度15mm，掃面速度為18mm/s，厚度為2mm，并將參數(shù)編寫(xiě)到 PLC控制系統(tǒng)中，進(jìn)而將Zr02-Hf02m米粉末熔覆在礦用大型液壓支架立柱的表面上； (6) 后期處理：采用金鋼銼拋光處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝，其特征在于： 所述ZrO2-HfO2納米粉末由以下質(zhì)量百分比的組分組成：ZrO2為65%，HfO2為31%，TiO2為 2. 75%，微量元素為1. 25%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝，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按照質(zhì)量百分比為3 : 1.5 :I:I: 3 : 2的比例均勻混合制成后，再與經(jīng)過(guò)溫式粉碎法制得65%Zr02、31% Hf02、2. 75% 1102的納米球，利用活性劑保護(hù)法進(jìn)行均勻的混合以形成ZrO2-HfO2納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦用大型液壓支架立柱激光熱處理工藝，包括：(1)前期處理；(2)將礦用大型液壓支架立柱裝夾在機(jī)床上；(3)打開(kāi)氣源，向礦用大型液壓支架立柱待修復(fù)表面供二氧化碳、氮?dú)狻⒑猓?4)啟動(dòng)送粉器，向礦用大型液壓支架立柱上待修復(fù)表面加ZrO2-HfO2納米粉末；(5)啟動(dòng)激光器，將參數(shù)編寫(xiě)到PLC控制系統(tǒng)中，進(jìn)而將ZrO2-HfO2納米粉末熔覆在礦用大型液壓支架立柱的表面上；(6)后期處理。本發(fā)明利用PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制，提高了操控的精確度，并以激光將ZrO2-HfO2納米粉末形成熔覆層，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦用大型液壓支架立柱的表面修復(fù)，延長(zhǎng)了大型液壓支架立柱的使用壽命。
【IPC分類】C22C29/12, C23C24/10
【公開(kāi)號(hào)】CN104928673
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510236428
【發(fā)明人】程敬卿
【申請(qǐng)人】蕪湖鼎瀚再制造技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月9日