一種激光熔覆材料、及采用該材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)一種激光熔覆材料，以及應(yīng)用該材料在槽型結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行激光熔覆的方法，特別是公開(kāi)應(yīng)用這種激光熔覆材料，并在槽型結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行激光熔覆的輸送機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在通用機(jī)械中，往往存在撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械，撓性牽引部件既是受力件，又是施力件，為了傳輸動(dòng)力會(huì)把力傳輸?shù)讲坌徒Y(jié)構(gòu)的表面，這樣撓性牽引部件易于定位在槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)，利于傳輸較大的力。但是，撓性牽引部件也會(huì)在槽型結(jié)構(gòu)表面形成應(yīng)力集中，從而造成槽型結(jié)構(gòu)表面的損壞。以采煤工作面和采區(qū)巷道運(yùn)煤布置的刮板輸送機(jī)為例，該機(jī)械是綜采工作面配套設(shè)備的重要組成部分，是采煤工作面的主要運(yùn)輸設(shè)備。刮板輸送機(jī)的可靠、穩(wěn)定、高效運(yùn)行將直接影響著采煤工作面的生產(chǎn)能力和效率。
[0003]刮板運(yùn)輸機(jī)的類型很多，各組成部件的形式和布置方式也各不相同，但其主要結(jié)構(gòu)和基本組成部分是相同的，由機(jī)頭部、機(jī)身、機(jī)尾部和輔助設(shè)備四部分組成。機(jī)頭部是運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置，包括機(jī)頭架、電動(dòng)機(jī)、液力聯(lián)軸器、減速器、機(jī)頭主軸和鏈輪組件等。作用是電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速器、機(jī)頭主軸和導(dǎo)鏈輪，帶動(dòng)刮板在溜槽內(nèi)運(yùn)行，將煤輸送出來(lái)。
機(jī)身是輸送機(jī)的送煤部分，由溜槽和刮板鏈組成。溜槽是輸送機(jī)機(jī)身的主體，是荷載和刮板鏈的支承和導(dǎo)向部件，由鋼板和鑄件焊接成型，分為中部溜槽、偏轉(zhuǎn)溜槽和過(guò)渡溜槽。刮板鏈由鏈環(huán)和刮板組成。機(jī)尾部由機(jī)尾架、機(jī)尾軸、緊鏈裝置、導(dǎo)鏈輪或機(jī)尾滾筒組成。導(dǎo)鏈輪用來(lái)改變刮板鏈方向。緊鏈裝置用來(lái)調(diào)節(jié)刮板鏈松緊。輔助裝置包括緊鏈器、溜槽液壓千斤頂和防滑裝置等。
[0004]機(jī)身是輸送機(jī)的主要部分，中部溜槽、偏轉(zhuǎn)溜槽和過(guò)渡溜槽等在使用中要受到拉、壓、彎曲、沖擊、摩擦和腐蝕等多種作用，因此，刮板輸送機(jī)容易遭受磨損、腐蝕等失效。中部溜槽、偏轉(zhuǎn)溜槽和過(guò)渡溜槽一旦失效則修復(fù)比較困難，且這些中部溜槽、偏轉(zhuǎn)溜槽和過(guò)渡溜槽主要以非均質(zhì)失效方式失效，即溜槽的中板、封底板和槽幫磨損嚴(yán)重而其他部位卻好好的。
[0005]現(xiàn)有的金屬表面加工技術(shù)往往采用堆焊來(lái)解決，但是堆焊在槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)表面形成的金屬硬度較低，無(wú)法滿足高強(qiáng)度的需求；另外堆焊形成的合金層較粗糙，后續(xù)機(jī)加、打磨余量大；堆焊一般是采用手工操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。如何才能滿足溜槽的高強(qiáng)度槽型內(nèi)表面和如何獲得高質(zhì)量的防護(hù)涂層成為亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上面提到的技術(shù)問(wèn)題，提供一種合適工業(yè)大生產(chǎn)，滿足工業(yè)品質(zhì)要求，力口工方便的激光熔覆材料及采用該材料的工藝方法，公開(kāi)一種激光熔覆材料，其特征在于，所述的熔覆材料用于機(jī)械結(jié)構(gòu)表面，所述的激光熔覆材料，包括與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)表面熔覆的打底層，其成分為:0.30?0.60 (Wt) %C、10.00?16.00 (wt) %Cr、26.00?32.00 (wt) %N1、2.50?3.50 (wt)%S1、l.50?2.50 (wt)%B、余量為Fe ;還包括在所述打底層上的表層，其成分為:L5(TL60 (wt)%C、3.75?5.00 (wt)%Cr、4.50?5.25 (wt)%V、4.75?5.25 (wt)%Co、11.75?13.00 (wt)%Kl.0O (wt)%Mo、余量為 Fe。
[0007]所述機(jī)械結(jié)構(gòu)表面為槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面，其表面的材料成分為0.751.20(wt) %Cr、1.10?2.25 (wt) %Μη、0.05 ?0.60 (wt) %C、0.05 ?1.20 (wt) % S1、0.05 ?1.20(wt) % N1、0.15?0.95 (wt)% Mo、余量為 Fe。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開(kāi)一種槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行激光熔覆的方法，包括順序執(zhí)行以下步驟:
a、槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)整體放入加熱爐中在20(T350°C范圍內(nèi)預(yù)熱保溫2.5至3.5h;
b、在槽型結(jié)構(gòu)表面敷設(shè)如上所述的激光熔覆材料，激光頭沿槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的曲線，加熱所述激光熔覆材料，形成熔覆厚度為1.5-3mm的合金層。
[0009]進(jìn)一步，在步驟b后，還包括步驟c:激光熔覆和堆焊時(shí)，在表面形成的耐磨合金層部位及時(shí)覆蓋石棉氈予以保溫緩冷。
[0010]所述激光頭安裝在六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器手頂端部，激光頭在機(jī)器手的夾持下，沿槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的曲線。
[0011]所述激光頭輸出功率為3000W，掃描速度為150-300mm/min，激光束為寬帶矩形光斑。
[0012]所述的激光頭在幫部的輸出功率為3000W，掃描速度為200-300mm/min，激光束為20 X 1.5mm寬帶矩形光斑。
[0013]所述的激光頭在槽部的輸出功率為2500W，掃描速度為150-200mm/min，激光束為20 X 1.5mm寬帶矩形光斑。
[0014]所述的步驟a之前還包括步驟al:槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行打磨，去除表面的銹蝕物、煤渣和其他雜物，使欲強(qiáng)化部位露出金屬光澤，并用酒精對(duì)其表面進(jìn)行清洗以備做表面涂覆處理。
[0015]所述的步驟c之前還包括步驟d:對(duì)槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面涂覆部位進(jìn)行打磨、磨削處理。
[0016]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種輸送機(jī)，其特征在于，包括槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)，該槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)為承受壓力且滑動(dòng)摩擦的易磨損部位，所述的槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面采用如上面所述激光熔覆方法加工。
[0017]進(jìn)一步的，所述的輸送機(jī)為刮板輸送機(jī)，且所述的槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)為刮板輸送機(jī)中部溜槽、偏轉(zhuǎn)溜槽和過(guò)渡溜槽的中板、封底板和槽幫。
[0018]采用如上所述的技術(shù)方案可以有效提高槽型結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)度，提高這些部位的耐磨性，從而提聞設(shè)備壽命。
[0019]
具體實(shí)施例
[0020]本發(fā)明披露一種激光熔覆材料，該熔覆材料包括與機(jī)械結(jié)構(gòu)表面熔覆的打底層，其成分為:0.30?0.60 (wt)%C、10.00^16.00 (wt) %Cr、26.00?32.00 (wt) %N1、2.50?3.50(wt)%S1、1.5(T2.50 (wt)%B、余量為Fe ;還包括在所述打底層上的表層，其成分為:1.50?1.60 (wt) %C、3.75?5.00 (wt) %Cr、4.50?5.25 (wt) %V、4.75?5.25 (wt)%Co、11.75?13.0O (wt)%Kl.0O (wt)%Mo、余量為Fe。采用如上成分的打底層，由于采用Cr和Ni成分，使得通過(guò)激光熔覆加工情況下，打底層易于與機(jī)械材料表面形成緊密的連接，同時(shí)打底層也會(huì)有較高的硬度。在打底層上面有表層，在其中增加了 Co和W成分，使得通過(guò)激光熔覆加工情況下，表層易于與打底層形成緊密的連接，且表層和打底層組成的耐磨合金層厚度均勻，隨耐磨合金層沿深度方向呈理想的梯度硬度分布。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，此種激光熔覆材料可以應(yīng)用與各種形狀的表面，如圓柱面、橢圓面、平面等。
[0021]另一個(gè)實(shí)施例中，在撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械上，各部分的強(qiáng)度要求不同，對(duì)于受力最集中的部位在于槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面，除了受力集中外，由于撓性牽引部件與槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是在受力集中的情況下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)槽型結(jié)構(gòu)表面的材料特性提出了很高的要求。槽型結(jié)構(gòu)表面的材料采用的成分為0.75?1.20 (wt) %Cr、1.10^2.25 (wt)%Mn、0.05?0.60 (wt) %C、0.05?1.20 (wt)% S1、0.05?1.20 (wt) % N1、0.15、.95 (wt) % Mo、余量為Fe。采用該材料成分可以是槽型表面的硬度較高，而韌性較好，成為激光熔覆的可靠的基礎(chǔ)，同時(shí)，打底層的成分與其相近，而在激光熔覆情況下，耐磨合金層與基體材料冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，可以有效防止表面耐磨合金層脫落和開(kāi)裂等現(xiàn)象的發(fā)生。
[0022]本發(fā)明還公開(kāi)一種槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行激光熔覆的方法，包括順序執(zhí)行以下步驟:
a、槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)整體放入加熱爐中在20(T300°C范圍內(nèi)預(yù)熱保溫2.5至3.5h ;
b、在槽型結(jié)構(gòu)表面敷設(shè)如上所述的激光熔覆材料，激光頭沿槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的曲線，加熱所述激光熔覆材料，形成熔覆厚度為1.5-3mm的合金層。
[0023]在傳統(tǒng)的加工中，采用激光熔覆工藝一般在平面表面中進(jìn)行，對(duì)于應(yīng)力更集中的槽型結(jié)構(gòu)表面激光的加工難以控制。通過(guò)對(duì)激光頭進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)激光頭沿槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的曲線，加熱所述激光熔覆材料，可以實(shí)現(xiàn)槽型結(jié)構(gòu)表面的激光熔覆工藝。具體的，激光頭安裝在六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器手頂端部，激光頭在機(jī)器手的夾持下，沿槽型機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的曲線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該往復(fù)運(yùn)動(dòng)包括機(jī)器手加持激光頭形成的轉(zhuǎn)動(dòng)，保持激光頭照射槽型結(jié)構(gòu)表面的角度保持在65