合金熔覆技术在液压支架油缸再制造中的应用

合金熔覆技术在液压支架油缸再制造中的应用

刘永义

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山东锐驰机械有限公司邮编：271000

摘要：利用液压支架开采煤炭是确保设备部件安全运行的主要设备之一，也是提高煤炭生产效率的一个主要关切问题。但是，油缸作为液压支架中的主要支撑部件，长期处于超负荷运转状态，除了井下环境的硬度外，油缸表面的亮度大大降低，各种腐蚀程度变得正常，直接影响到对于油缸表面腐蚀，耐磨性和防腐性表面处理主要采用铜镀锌法，虽然油缸表面耐磨性有一定程度的提高，整体耐磨性较低，使用时间较短。采用较先进的表面处理方法解决油气缸体表面腐蚀和耐磨性问题，成为提高液压支架综合性能的关键。本文对合金熔覆技术在液压支架油缸再制造中的应用进行分析，以供参考。

关键词：液压支架；油缸；合金熔覆；再制造

引言

煤矿采煤设备大修时液压支架油缸充气缸、严重拉伤、大规模腐蚀，需要再次修复。目前，传统的修复工艺包括插座、内壁环焊接、复合盐退+浴、铜合金喷涂、刷贴、等离子内壁喷涂、激光内壁喷涂等。每种方法都有其自身的优点，必须根据不同的要求和维修条件选择。但是，对于大量的大规模维修任务，可靠性要求高，必须满足环境要求，建议使用激光内壁进行维修。激光内壁熔化过程的主要研究是缸体内壁膨胀缸、严重拉伤及大规模腐蚀修复。

1技术原理

冷弧合金熔覆技术最早使用于汽车行业，是为了满足汽车超薄钣金件的焊接，最薄可做到0.3mm厚度铝板的焊接，目前德国和法国对此技术运用最为成熟，该次试验参照的是德国技术，其核心技术是可以实现几乎无电流状态下的熔滴过渡。焊丝与工件短路时，电流变为小的短路电流，送丝由向前变为先后抽回焊丝，这样就减少了电弧输入热量的时间，电弧熄灭，大幅降低热输入量，熔焊过程就在冷热交替中循环往复。

2材料选择及性能

研发使用的镍铬合金材料具有优异的耐应力腐蚀开裂、耐腐蚀疲劳、耐空腐蚀、耐冲蚀和抗污损等性能。在耐腐蚀疲劳方面远远超过不锈钢和黄铜，比锰青铜还好；在耐冲蚀方面也远远高于常规不锈钢，而且耐空腐蚀性能格外好。在船用螺旋桨、大型泵用叶片、紧固件、液压支架、钢铁轧辊等部件制造上获得了日趋广泛的应用。镍铬合金耐均匀腐蚀、空泡腐蚀和腐蚀疲劳的性能与超级双相不锈钢相当；不发生氧化物应力腐蚀开裂，其强度与奥氏体不锈钢相当，经热处理后，可与双相不锈钢媲美。其还具有优异的导热、导电性能，良好的耐磨损性能和焊接性能。

3工艺及对比

在液压支架油缸的修理工艺中，传统工艺为撤径、套筒、内壁环焊接、撤径+复合盐浴、等离子体内壁喷涂。一种减小直径的方法，所谓收缩直径是指在特殊的技术条件下，能够对缸体内壁表层进行组织改造，实现孔径减小目标。一般来说，这种方法可用于单方面深度小于0.5毫米的轴承、腐蚀、点、磨损或拉伸，收缩后由表面硬化、时效等过程处理。，因此密封表面的深度硬度在hb280至300mm之间，原始基材的综合性能保持不变，通常适用于变化不大的情况。复合盐浴工艺是指在添加稀土元素的盐浴中处理原油的工艺，它是一种改进的金属表面改性技术，是浸渍氮工艺和氧化工艺的结合，可大大提高耐磨性和镶件工艺包括:用加工工艺切割缸体的生锈部分-液压缸，加工新缸体的内表面，用相应的新加工过的不锈钢将其插入缸体，以及用成型工艺快速完成修复工作一次等离子喷涂是一种热喷涂工艺，使用刚性的不可转移等离子弧作为热源，可加热和熔化粉末并加速其对零件的冲击以形成涂层。内壁激光熔胶工艺是通过高温激光熔胶金属表面立即熔制金属合金粉末，形成高强度、耐腐蚀、高硬度、低应力的熔胶层，然后通过去除材料进行加工，以满足零件尺寸要求。从保护环境、质量和变化的角度来看，使用室内激光熔池更具长期成本效益。

4工艺方法

4.1缸管类内孔处理方法

随着工艺技术的不断创新，内壁熔铜工艺愈加成熟，基本能够满足油缸内壁防腐需求。油缸内壁熔铜表面处理技术是根据铜基合金性能，将铜基合金与油缸缸管内壁结合，即在油缸内壁表面熔覆铜合金层，在保证钢材性能的同时，兼有了铜的导电、导热和耐腐蚀性。加工过程主要是用焊接的方法在缸管基体表面融化铜合金焊丝，即可获得具有铜合金特定性能的防腐层。该工艺具有以下优点：热输入低，冷金属熔覆的焊接热输入仅为传统气体保护焊的1/3-1/4，并且对工件热变形量极小；熔覆层稀释率低，基本采用熔铜工艺的产品整体性能接近采用激光熔覆工艺的整体性能；适用焊材及基材范围广，可适用市面上所有的碳钢、不锈钢、铝、铜、镍等不同类型药芯、实心焊丝和基材；极低飞溅，冷金属熔覆焊接过程中基本可以做到无飞溅焊接。

4.2活塞杆表面处理方法

当前活塞杆镀层区段较常用的处理方法分为以下4种：1）铜打底加硬铬。2）乳白铬加硬铬。3）激光熔覆。4）铜打底加硬铬与乳白铬加硬铬都为活塞杆加工完成后进行，镀后进行抛光就可以进行组装。目前铜打底镀硬铬使用较少，乳白铬加硬铬使用相对较多，镀层厚度视情况进行调整。镀铬所获得的铬镀层除了有良好的耐腐蚀性能和光亮不变色的外观，更重要的性能是铬镀层硬度很高，而硬度提高脆性也会相应提高，尤其是加厚铬镀层，在零件锐角和端头处的铬镀层稍受一些冲击，便会使铬镀层崩落，但并不是镀铬层与基体结合力不牢，而是镀层太厚，脆性大所导致的。这是加工厚镀铬时常见的问题。为了保证加厚铬镀层符合质量要求，在镀铬前必须将锐角和端头处进行倒角或倒圆角，随着镀铬层厚度的增加，倒角和倒圆角也应加大。工件端面边上镀上铬镀层，结合力可提高，该方法可防止锐角铬镀层端头过厚。煤机上使用的立柱千斤顶必须既能防腐又能增加硬度，为了达到要求采用复合铬工艺，先镀乳白铬再镀硬铬，乳白铬镀层孔隙少，耐腐蚀性好，但硬度稍低，最后表面再镀一层硬铬当前可以达到使用环境要求。激光熔覆工艺原用于产品镀层区段损坏进行修复，后逐渐直接用于新产品，在活塞杆加工过程中将粉末熔在镀层区段，后进行精车工序，这种工艺当前处于研究阶段，主要问题是防腐性能。

5油缸表面的熔铜技术应用分析

切断种植和空心孔，首先切割并循环气缸前部多馀的部分，防止铁屑进入进气道。同时，确定工件，而不存在需要焊接在焊接件中的裂纹或强焊缝。将工件放置在机床设备中进行粗车削，确保孔位置和内壁在规定范围内的冲击量。

结束语

通过对合金熔覆工艺技术的展开研究，从多方面证明了合金熔覆技术在液压支架油缸再制造中的可行性和优越性。详细地阐述了合金熔覆技术的工艺方案、技术原理、设备特点、材料特性及试验方案等技术方面的要求，在此基础上细化了油缸活塞杆外表面熔覆再制造的技术要求，为油缸再制造提出了明确的标准。随着绿色制造时代的新要求，传统的活塞杆表面电镀处理工艺的环保缺陷越来越明显，在再制造过程中，通过对活塞杆的外表面均采用冷弧合金熔覆技术，不但解决了环保问题，同时也大幅提高了产品质量，耐磨性较电镀可提高50%以上，耐腐蚀性可提高2倍以上，实际应用价值显著。

参考文献

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