液压支架油缸缸筒内壁激光熔覆修复工艺的探讨

  38 液压支架油缸缸筒内壁激光熔覆修复工艺的探讨 李玉良，贺华，曹海青，代永智 （陕煤集团 神南产业发展有限公司，陕西 神木 719300） 摘要：在现代化煤炭开采过程中，受煤矿井下复杂矿井环境的影响，液压支架一直处在弱酸性、高湿度的状态，对液压支架的油缸类结构件损伤非常严重。一般一个综采工作面结束以后，就需要大修。鉴于此，本文主要介绍一种油缸缸筒内壁修复工艺，尤其对超差范围大、大面积腐蚀、胀缸有很好的效果。 关键词：液压支架；油缸缸筒；激光熔覆；内壁修复 中图分类号：F406.3；TD407 文献识别码：A 文章编号：1008-0155（2019）18-0038-02 煤矿采煤...

  38 液压支架油缸缸筒内壁激光熔覆修复工艺的探讨 李玉良，贺华，曹海青，代永智 （陕煤集团 神南产业发展有限公司，陕西 神木 719300） 摘要：在现代化煤炭开采过程中，受煤矿井下复杂矿井环境的影响，液压支架一直处在弱酸性、高湿度的状态，对液压支架的油缸类结构件损伤非常严重。一般一个综采工作面结束以后，就需要大修。鉴于此，本文主要介绍一种油缸缸筒内壁修复工艺，尤其对超差范围大、大面积腐蚀、胀缸有很好的效果。 关键词：液压支架；油缸缸筒；激光熔覆；内壁修复 中图分类号：F406.3；TD407 文献识别码：A 文章编号：1008-0155（2019）18-0038-02 煤矿采煤设备大修时，液压支架的油缸缸筒内壁胀缸，严重拉伤，大面积腐蚀，要重新做修复。目前，传统的修复工艺有镶套、内壁环焊、缩径+复合盐浴、铜合金喷涂、刷镀、等离子内壁喷涂、激光内壁熔覆等手段，这几种工艺，每一种都有自身的优点，应该要依据不同的修复要求和条件选取。但是，对于数量多、批量大的修复任务，可靠性要求高，需满足环保要求，建议采取了激光内壁熔覆做修复。激光内壁熔覆工艺主要研究的是缸筒内壁胀缸，严重拉伤，大面积腐蚀的修复[1] 。 1 液压支架油缸损伤原因 液压油缸是工程机械主要部件，也是最易出现问题的部件，油缸内表面划伤最为普遍。一般油缸缸筒损伤主要体现为胀缸、尺寸超差、锈坑、麻点、腐蚀、裂纹、开焊等形式。在综采工作面，瞬间的老顶来压，液压支架油缸的安全阀不能及时泄压，轻易造成油缸缸筒胀缸；当老顶压力比较大时，导致液压支架长时间处于高工作阻力或过载状态，油缸工作处于高压力运行，加剧油缸的磨损，易发生油缸缸筒尺寸超差现象；长期高压运行，也容易诱发裂纹或内应力的产生，导致焊缝发生开焊；矿井工况条件较差，空气中含湿度、酸性比较高情况下，对油缸腐蚀非常严重，容易对缸体造成锈蚀[2] 。 2 工艺及对比 在液压支架油缸缸筒修理工艺中，传统的工艺有缩径、镶套、内壁环焊、缩径+复合盐浴、等离子内壁喷涂。缩径工艺，所谓缩径是指在一特定技术条件下，使缸筒内壁浅层组织发生相变，进而达到孔径缩小的目的，通常情况下锈蚀、侵蚀、点蚀、磨损或者拉伤深度单边在 0.5mm 以内的都能够使用该工艺。缩径后再经表面硬化、时效等工艺处理，使得密封面表层 2-3mm 深的硬度保持在 HB280-300 之间，且原基体综合性能保持不变。这种工艺一般适合超差不严重的情况。复合盐浴工艺，指的是在添加了稀土元素的碳氮化和氧化两种盐浴中处理工件的一种工艺，是一种金属表面强化改性技术，是渗碳氮工序和氧化工序的结合，可大幅度提高工件的耐磨性和抗腐蚀性。镶套工艺是将液压支架缸体的锈蚀部位用机加工方式切削掉，加工出一个新的缸体内表面，用新加工好的与之匹配的不锈钢套装入缸体，用旋压定径装置快速一次成型工艺完成修复工作。等离子喷涂是一-种采用刚性非转移型等离子弧为热源，加热熔化喷涂粉末并使粉末加速撞击工件后沉积形成涂层的热喷涂方法。内壁激光熔覆工艺，是将金属合金粉末通过高温激光束瞬间熔覆到金属表面，形成致密、耐腐蚀、高硬度、低应力的熔覆层，再通过去除材料的方式加工后达到零件尺寸要求的修复工艺。从环保、批量、超差较严重的角度考虑，从长远来看，采用内壁激光熔覆是比较划算[3] 。 3 工艺流程 第一步是要对熔覆的零件进行预检，确定是不是存在不可修复的缺陷，进行缸筒内孔表面处理，清洁缸筒内部的油污灰尘等。根据所修复的缸筒母材，选择正真适合的合金粉末，进行激光熔覆。激光熔覆结束后，对熔覆的效果进行检测验证，检查有没有熔覆缺陷，比如漏熔、断熔等。进行初加工，再精加工至图纸要求尺寸。进行检测验证，检测形位尺寸是不是达标。最后入库存放[4] 。 图 1 油缸缸体内表面熔覆工艺流程图 4 工艺步骤 4.1 工件检验 ①所修缸体应保证结构完整性，表面无裂纹、断裂等现象； ②缸筒直线m 以上 直线.4mm/m4.2 表面处理 ①缸体表面无油污、灰尘； ②表面粗糙度Ra1.6m； 4.3 加热熔覆 根据零部件母材及尺寸，选择正真适合的激光功率、送粉量、激光束扫描速度、激光束尺寸。常用工艺参数调节范围：扫描数度 220-500 ㎜/min，激光功率 1200-10000W，光斑大小 3-6，合金粉末为铁基/镍基自熔性合金粉末，送粉量