一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝的制作方法
【專利摘要】一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，包括以下工藝步驟：（1）室溫下用清洗劑對混凝土泵車輸送缸筒表面進行除油、除銹，（2）用刷子將SiO2吸光涂料均勻地涂在混凝土泵車輸送缸筒表面，自然風干SiO2涂層；（3）選用二氧化碳激光器快速掃描步驟（2）自然風干的SiO2涂層，實現混凝土泵車輸送缸筒表面的快速加熱和冷卻。本發明強化缸筒表層，提高缸筒使用壽命，減少了加工時間和機加工藝步驟，提高作業效率，降低生產成本；采用數控系統編程還可對缸筒進行多種處理方式如網紋、螺旋紋。
【專利說明】一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土泵車輸送缸筒表面硬化工藝領域，具體為一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟建設步伐的加快，市場對混凝土機械的需求呈猛增勢態。同時，國家已出臺禁止在城市市區使用現場攪拌混凝土的政策，使混凝土泵車等混凝土機械火爆起來。這些有利的外部條件，為混凝土泵車的發展提供了廣闊的空間。目前混凝土泵車市場需求快速增長，市場空間迅速擴大。混凝土輸出排量更大，中心泵送系統壓力更高、輸送量更大，將成為今后國產臂架式混凝土泵車中心泵送系統的發展趨勢。隨著臂架式混凝土泵車臂架越做越高，車型越做越大，其輸送缸的缸徑也越做越大；同時由于工程進度的要求越來越高，要求泵送排量在80~120m3/h的工程越來越多，大排量將成為今后臂架式混凝土泵車的發展方向。此外泵送壓力越來越高，混凝土出口壓力現在已達到22MPa，而且還有繼續提聞的趨勢。
[0003]泵車輸送缸筒是整個輸送泵中關鍵磨損部位。一般采取工藝為45#鋼調質后鍍硬鉻處理，鉻層厚度0.3mm。但鍍硬鉻時，鍍層較厚，內應力大且硬度高，而基體金屬與鉻的熱膨脹系數差別較大，基本金屬容易受熱膨脹而產生“暴皮”現象，造成鍍層質量不穩定。在使用過程中，由于電化學反應，基材與鉻層結合處易腐蝕，從而使鉻層結合力下降，出現剝落現象，使缸筒基體直接與混凝土漿液接觸，在高壓輸送過程中，混凝土漿液中的高硬度石子會對基體劃傷，產生磨損。目前缸筒壽命均不超過一年，而且鍍鉻工藝所排污水對環境會產生極大的破壞，隨著國家對環保越來越重視，已限制鍍鉻工藝上的使用，鍍鉻已處于淘汰中。
[0004] 大功率激光器的出現及激光加工技術在工業上的應用日趨廣泛、成熟，給泵車輸送泵缸筒表面強化提供了一種新的技術途徑，并且已經被證明提高裝備壽命和重用性的有效途徑。激光淬火技術是利用聚焦后的激光束快速加熱鋼鐵材料表面，使其發生相變，形成馬氏體淬硬層的過程。激光淬火的功率密度高，冷卻速度快，不需要水或油等冷卻介質，是清潔、快速的淬火工藝。與感應淬火、火焰淬火、滲碳淬火工藝相比，激光淬火淬硬層均勻，硬度高(一般比感應淬火高I~3HRC)，工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡容易控制，易于實現自動化，不需要象感應淬火那樣根據不同的零件尺寸設計相應的感應線圈，對大型零件的加工也無須受到滲碳淬火等化學熱處理時限制爐膛的尺寸。因此在很多工業領域中正逐步取代感應淬火和化學熱處理等傳統工藝，尤其重要的是激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽略，特別適合高精度要求的零件表面處理。激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數的不同，一般為0.3~2.0mm。
激光淬火的特點:激光淬火零件不變形；幾乎不破壞零件表面粗糙度；激光淬火不開裂；對局部、溝、槽淬火定位精確的數控淬火；激光淬火清潔、高效不需要水或油等冷卻介質。淬火硬度比常規方法高，淬火層組織細密、強韌性好。[0005]采用激光淬火不但能避免上述缸筒進行表面強化中出現的表面精度和尺寸偏差等問題，而且可對工件局部表面進行強化，其硬化層可精確控制，其工藝過程易實現電腦控制的生產自動化。隨著我國工程機械的發展及對環保的重視程度，對表面處理工藝提出了更高的要求，特別是對如何提高工程機械中耐磨部件加工質量和使用壽命的要求更加迫切，從而使激光相變硬化在工程機械工業中得到應用。
【發明內容】
[0006]本發明所解決的技術問題在于提供一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0007]本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現:
一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，包括以下工藝步驟:
(O室溫下用清洗劑對混凝土泵車輸送缸筒表面進行除油、除銹，并用清洗干凈；
(2)用刷子將SiO2吸光涂料均勻地涂在混凝土泵車輸送缸筒表面，預涂厚度為0.02~0.05mm,自然風干SiO2涂層；
(3)選用激光功率P=2000~5000W，掃描速度V=200~800mm/min的二氧化碳激光器快速掃描步驟(2)自然風干的SiO2涂層，實現混凝土泵車輸送缸筒表面的快速加熱和冷卻。
[0008]本發明采用激光淬火工藝，激光淬火過程中由于激光加熱速度極快，致使奧氏體(激光相變區)處在一個較高較寬的溫度區域中，形成非常細小且極不均勻的奧氏體，在自身快速冷卻過程中，轉變成極細小的馬氏體。而殘留在奧氏體中的細小彌散的未熔碳化物，在淬火后的組織中分布在細小的馬氏體上，這種馬氏體的硬度比一般的馬氏體硬度高20%左右，使得缸筒表面具有很高的硬度和優良的耐磨性，從而顯著提高混凝土泵車輸送缸筒的壽命。混凝土泵車輸送缸筒經激光淬火后硬度達到HV700以上，激光淬火強化表層均勻且易于控制，在使用中不會出現脫落問題。
[0009]有益效果:
本發明強化缸筒表層，提高缸筒使用壽命，減少了加工時間和機加工藝步驟，提高作業效率，降低生產成本；采用數控系統編程還可對缸筒進行多種處理方式如網紋、螺旋紋。
【具體實施方式】
[0010]為了使本發明的實現技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0011]實施例一
一種高性能汽輪機鍋爐管的激光熔覆制造工藝，包括以下工藝步驟:
一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，包括以下工藝步驟:
(1)室溫下用清洗劑對混凝土泵車輸送缸筒表面進行除油、除銹，并用清洗干凈；
(2)用刷子將SiO2吸光涂料均 勻地涂在混凝土泵車輸送缸筒表面，預涂厚度為0.02mm,自然風干SiO2涂層。
[0012](3)選用激光功率P=2500W，掃描速度V=300mm/min的二氧化碳激光器快速掃描步驟(2)自然風干的SiO2涂層，實現混凝土泵車輸送缸筒表面的快速加熱和冷卻。
[0013]實施例二一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，包括以下工藝步驟:
(1)室溫下用清洗劑對混凝土泵車輸送缸筒表面進行除油、除銹，并用清洗干凈；
(2)用刷子將SiO2吸光涂料均勻地涂在混凝土泵車輸送缸筒表面，預涂厚度為0.03mm,自然風干SiO2涂層。
[0014](3)選用激光功率P=3000W，掃描速度V=500mm/min的二氧化碳激光器快速掃描步驟(2)自然風干的SiO2涂層，實現混凝土泵車輸送缸筒表面的快速加熱和冷卻。
[0015]實施例三
一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，包括以下工藝步驟:
(O室溫下用清洗劑對混凝土泵車輸送缸筒表面進行除油、除銹，并用清洗干凈；
(2)用刷子將SiO2吸光涂料均勻地涂在混凝土泵車輸送缸筒表面，預涂厚度為
0.05mm,自然風干SiO2涂層。
[0016](3)選用激光功率P=3500W，掃描速度V=700mm/min的二氧化碳激光器快速掃描步驟(2)自然風干的SiO2涂層，實現混凝土泵車輸送缸筒表面的快速加熱和冷卻。
[0017]以上顯示和 描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明的要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種混凝土泵車輸送缸筒的激光淬火硬化處理工藝，其特征是:包括以下工藝步驟: (1)室溫下用清洗劑對混凝土泵車輸送缸筒表面進行除油、除銹，并用清洗干凈； (2)用刷子將SiO2吸光涂料均勻地涂在混凝土泵車輸送缸筒表面，預涂厚度為0.02~0.05mm,自然風干SiO2涂層； (3)選用激光功率P=2000~5000W，掃描速度V=200~800mm/min的二氧化碳激光器快速掃描步驟(2)自然風干的 SiO2涂層，實現混凝土泵車輸送缸筒表面的快速加熱和冷卻。
【文檔編號】C21D1/09GK103468886SQ201310217912
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月4日 優先權日:2013年6月4日
【發明者】陶興啟, 黃旭東, 廖運生 申請人:武漢點金激光科技有限公司