專利名稱：用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱，尤其是一種適應用于酸堿度超標的礦道中礦用不銹鋼液壓立柱。背景技術：
在礦業(yè)生產中，為了保證礦道的生產安全，需要在礦道中使用礦用液壓支架進行支護， 礦用液壓立柱是液壓支架中的一個重要的支撐部件，在現(xiàn)有的礦用液壓立柱中，為了延長立柱的使用壽命，減少立柱的表面被腐蝕，通常使用表面鍍烙方法，來實現(xiàn)表面防生銹、防腐蝕，由于鍍烙層耐磨性差，其壽命為1-1. 5年，同時鍍烙層容易出現(xiàn)起皮、脫皮的現(xiàn)象，從而使乳化液會腐蝕立柱表面，影響液壓支架的使用效果，大大地降低了礦用液壓立柱的使用壽命。
發(fā)明內容
為了克服上述技術缺點，本發(fā)明的目的是提供一種用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱，因此延長了立柱的使用壽命。為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法，其步驟是
A、使激光束和送粉器輸出的鎳基合金粉末流束沿立柱本體的活柱的表面形成螺旋狀掃描；
B、激光頭輸出的激光束經(jīng)積分鏡聚焦形成為15-20mmX1.5-2. 5mm的矩形光斑， 激光束的掃描線速度設置為480-720mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為 7200-7400W。C、送粉器中輸出的鎳基合金粉末設置為按重量比，含有彡0. 15%C、0. 5_1.0%Si、 0. 4-0. 8%Mn、17. 5-19. 5%Cr、21_25%Ni 和余量 Fe。本發(fā)明設計了，把經(jīng)過除銹、整平和毛化處理的立柱本體的活柱夾裝到激光加工機床，使立柱本體的活柱在主軸C的帶動下，在立柱本體的活柱的軸向中心線上設置有輸出激光束的激光頭和鎳基合金粉末輸出噴嘴，激光頭和送粉器在X線性軸上移動。本發(fā)明設計了，立柱本體的活柱的轉動速度設置為0. 5-3轉/分鐘，激光頭和鎳基合金粉末送粉器的移動速度設置為0. 05-0. 5毫米/秒，相鄰之間的激光熔覆層的搭接率設置為 50-80%。本發(fā)明設計了，鎳基合金粉末的目數(shù)設置為-120 - +270目。本發(fā)明設計了，鎳基合金粉末的輸出速度設置為50-100g/min，立柱本體的活柱上的激光熔覆層2厚度設置為0. 4-0. 7mm。本發(fā)明設計了，還含有一下步驟，把經(jīng)過激光熔覆的立柱本體的活柱在10-40°c中放置3-6小時后，再進行機械加工。由于設計了在立柱本體的活柱上設置有一層激光熔覆層，提高了立柱本體的活柱的抗腐蝕性能，因此延長了立柱的使用壽命。同時由于采用了鎳基合金粉末設置為按重量比，含有彡 0. 15%C、0. 5-1. 0%Si、0. 4-0. 8%Mn、17. 5-19. 5%Cr、21_25%Ni 和余量 Fe，激光熔覆層質量好，與立柱本體的結合力大，不會出現(xiàn)裂紋和起皮等現(xiàn)象。一種礦用不銹鋼液壓立柱，立柱本體的活柱上設置有一層經(jīng)過用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法形成的激光熔覆層。本發(fā)明設計了，在立柱本體的活柱上設置有一層把鎳基合金粉末經(jīng)過激光熔覆形成的厚度為0. 4-0. 7mm的激光熔覆層。四

附圖為本發(fā)明的礦用不銹鋼液壓立柱的示意圖。五具體實施例方式
附圖為本發(fā)明的第一個實施例，結合附圖具體說明本實施例，用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法的第一個實施例，其步驟是
A、把經(jīng)過除銹、整平和毛化處理的立柱本體1的活柱夾裝到激光加工機床，使立柱本體1的活柱在主軸C的帶動下，按照0. 5轉/分鐘的速度轉動，在立柱本體1的活柱的軸向中心線上設置有輸出激光束的激光頭和鎳基合金粉末輸出噴嘴，激光頭和送粉器在X線性軸上按照0. 05毫米/秒的速度移動，在立柱本體1的活柱上形成厚度為0. 4mm的激光熔覆層2，相鄰之間的激光熔覆層2的搭接率設置為50%。B、激光束經(jīng)積分鏡聚焦形成15mmX 1. 5mm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設置為480mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為7200W。C、鎳基合金粉末的目數(shù)設置為-120目，鎳基合金粉末的輸出速度設置為50g/
mirioD、按重量比，鎳基合金粉末設置為含有0. 09%C、0. 5%Si、0. 4%Mn、17. 5%Cr、 21-25%Ni 和余量 Fe。Ε、把經(jīng)過激光熔覆的立柱本體1的活柱在10°C中放置3小時后，再進行機械加工。在立柱本體1的活柱上形成的激光熔覆層2，是一種奧氏體、萊氏體和托氏體的組合物，經(jīng)過72小時的中性鹽霧試驗，在立柱本體1的活柱的表面上沒有出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，同時經(jīng)過國家煤礦支護設備質量監(jiān)督檢驗中心經(jīng)過10000次的試驗，各項技術指標均高于設計指標。用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法的第二個實施例，其步驟是
A、把經(jīng)過除銹、整平和毛化處理的立柱本體1的活柱夾裝到激光加工機床，使立柱本體1的活柱在主軸C的帶動下，按照3轉/分鐘的速度轉動，在立柱本體1的活柱的軸向中心線上設置有輸出激光束的激光頭和鎳基合金粉末輸出噴嘴，激光頭和送粉器在X線性軸上按照0. 5毫米/秒的速度移動，在立柱本體1的活柱上形成厚度為0. 7mm的激光熔覆層 2，相鄰之間的激光熔覆層2的搭接率設置為80%。B、激光束經(jīng)積分鏡聚焦形成20mmX2. 5mm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設置為720mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為7400W。C、鎳基合金粉末的目數(shù)設置為+270目，鎳基合金粉末的輸出速度設置為IOOg/
mirioD、按重量比，鎳基合金粉末設置為含有0. 15%C、1. 0%Si、0. 8%Mn、19. 5%Cr、25%Ni和余量!^e。E、把經(jīng)過激光熔覆的立柱本體1的活柱在40°C中放置6小時后，再進行機械加工。用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法的第三個實施例，其步驟是
A、把經(jīng)過除銹、整平和毛化處理的立柱本體1的活柱夾裝到激光加工機床，使立柱本體1的活柱在主軸C的帶動下，按照1. 65轉/分鐘的速度轉動，在立柱本體1的活柱的軸向中心線上設置有輸出激光束的激光頭和鎳基合金粉末輸出噴嘴，激光頭和送粉器在X線性軸上按照0. 25毫米/秒的速度移動，在立柱本體1的活柱上形成厚度為0. 55mm的激光熔覆層2，相鄰之間的激光熔覆層2的搭接率設置為65%。B、激光束經(jīng)積分鏡聚焦形成17. 5mmX2. Omm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設置為600mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為7300W。C、鎳基合金粉末的目數(shù)設置為+90目，鎳基合金粉末的輸出速度設置為75g/min。D、按重量比，鎳基合金粉末設置為含有0. 11%C、0. 75%Si、0. 6%Mn、18. 5%Cr、23%Ni 和余量i^e。Ε、把經(jīng)過激光熔覆的立柱本體1的活柱在25°C中放置4小時后，再進行機械加工。一種礦用液壓支架立柱的第一個實施例，在立柱本體1的活柱上設置有一層把鎳基合金粉末經(jīng)過激光熔覆形成的厚度為0. 4mm的激光熔覆層2。一種礦用液壓支架立柱的第二個實施例，在立柱本體1的活柱上設置有一層把鎳基合金粉末經(jīng)過激光熔覆形成的厚度為0. 7mm的激光熔覆層2。一種礦用液壓支架立柱的第三個實施例，在立柱本體1的活柱上設置有一層把鎳基合金粉末經(jīng)過激光熔覆形成的厚度為0. 55mm的激光熔覆層2。由于新汶礦業(yè)集團在全國范圍內進行煤礦開采，在煤業(yè)生產中，由于各個煤礦中的礦井環(huán)境不同，特別是有的礦井中的酸堿度超標，使原有的礦用液壓支架的立柱腐蝕現(xiàn)象嚴重，降低了立柱的使用壽命，因此我公司根據(jù)新汶礦業(yè)集團的要求，把對立柱的表面進行處理、提高立柱的耐腐蝕性列入科研攻關計劃中，由于該項目技術難點多，同時被列入到泰安市科技專項計劃，我公司組織相關技術人員，進行了多個技術方案的設計，通過本發(fā)明的技術方案的設計，不但解決了本發(fā)明的技術問題，同時也替代了原使用的由國外進口的不銹鋼立柱，降低了立柱采購的成本，具有很高的經(jīng)濟效益。在新汶礦業(yè)集團新巨龍能源有限公司的推廣使用后，目前已在采掘面中使用三年，沒有出現(xiàn)任何質量問題。本發(fā)明具有下特點
1、由于設計了在立柱本體1的活柱上設置有一層激光熔覆層2，提高了立柱本體1的活柱的抗腐蝕性能，因此延長了立柱的使用壽命。2、鎳基合金粉末顆粒密度小和流動性好，與基體材料通過激光受熱結合可形成耐磨、耐蝕、抗強壓和紅熱性好的強化激光熔覆層2。3、本發(fā)明是一種綠色生產，可再制造循環(huán)使用。取消了傳統(tǒng)立柱活柱電鍍工藝，消除了污染工序，符合國家循環(huán)經(jīng)濟產業(yè)政策。4、本發(fā)明易于操作，在一般的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高性能涂層，將立柱金屬良好的堅韌性和涂層材料的高硬度、高化學穩(wěn)定性和高耐磨性結合起來，達到防銹、防腐蝕和耐磨的目的。在用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱技術領域內；凡是包含有用于礦用不銹鋼液壓立柱的激光熔覆方法，其步驟是:A、使激光束和送粉器輸出的鎳基合金粉末流束沿立柱本體1的活柱的表面形成螺旋狀掃描；B、激光頭輸出的激光束經(jīng)積分鏡聚焦后形成為15-20mmX 1.5-2. 5mm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設置為480-720mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為7200-7400W ；C、鎳基合金粉末送粉器中輸出的鎳基合金粉末設置為按重量比，含有彡0. 15%C、0. 5-1. 0%Si、0. 4-0. 8%Mn、 17. 5-19. 5%Cr、21-25%Ni和余量！^的技術內容都在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱；其特征是用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法，其步驟是A、使激光束和送粉器輸出的鎳基合金粉末流束沿立柱本體(1)的活柱的表面形成螺旋狀掃描；B、激光束經(jīng)積分鏡聚焦形成為15-20mmXl.5-2. 5mm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設置為480-720mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為7200-7400W ；C、送粉器中輸出的鎳基合金粉末設置為按重量比，含有彡0.15%C、0. 5-1. 0%Si、 0. 4-0. 8%Mn、17. 5-19. 5%Cr、21_25%Ni 和余量 Fe。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱；其特征是把經(jīng)過除銹、整平和毛化處理的立柱本體(1)的活柱夾裝到激光加工機床，使立柱本體(1)的活柱在主軸C的帶動下，在立柱本體(1)的活柱的軸向中心線上設置有輸出激光束的激光頭和鎳基合金粉末輸出噴嘴，激光頭和送粉器在X線性軸上移動。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱；其特征是立柱本體(1)的活柱的轉動速度設置為0. 5-3轉/分鐘，激光頭和鎳基合金粉末送粉器的移動速度設置為0. 05-0. 5毫米/秒，相鄰之間的激光熔覆層(2)的搭接率設置為50-80%。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用液壓立柱；其特征是鎳基合金粉末的目數(shù)設置為-120 - +270目。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱；其特征是鎳基合金粉末的輸出速度設置為50-100g/min，立柱本體(1)的活柱上的激光熔覆層(2)厚度設置為0. 4-0. 7mm。
6.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱；其特征是還含有一下步驟，把經(jīng)過激光熔覆的立柱本體(1)的活柱在 10-40°C中放置3-6小時后，再進行機械加工。
7.一種礦用液壓立柱，其特征是立柱本體(1)的活柱上設置有一層經(jīng)過權利要求1、 2、3、4或5的方法形成的激光熔覆層(2)。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法和礦用不銹鋼液壓立柱；其特征是在立柱本體(1)的活柱上設置有一層把鎳基合金粉末經(jīng)過激光熔覆形成的厚度為0. 4-0. 7mm的激光熔覆層(2)。
全文摘要
一種用于礦用液壓立柱的激光熔覆方法和礦用液壓立柱，用于礦用液壓立柱的激光熔覆方法，其步驟是使激光束和送粉器輸出的鎳基合金粉末流束沿立柱本體1的活柱的表面形成螺旋狀掃描；激光頭輸出的激光束的截面設置為15-20mm×1.5-2.5mm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設置為480-720mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設置為7200-7400W。送粉器中輸出的鎳基合金粉末設置為按重量比，含有≤0.15%C、0.5-1.0%Si、0.4-0.8%Mn、17.5-19.5%Cr、21-25%Ni和余量Fe；在立柱本體(1)的活柱上設置有一層把鎳基合金粉末經(jīng)過激光熔覆形成的厚度為0.4-0.7mm的激光熔覆層(2)的礦用液壓立柱；因此延長了立柱的使用壽命。
文檔編號E21D15/44GK102242361SQ20111017844
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2011年6月29日
發(fā)明者周峰, 李倫實, 李希勇, 杜柏奇, 楊慶東, 澹臺凡亮, 蘇倫昌, 董春春 申請人:山東能源機械集團大族再制造有限公司