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激光熔覆修复挤出机螺杆应用

2014-02-23 00:03
络遇
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  挤出机螺杆主要用于推送和挤压各种成型原料。在处理不同硬度,温度或腐蚀性原料时,挤出设备长时间运行后,螺杆表面会出现不同程度的磨损和腐蚀,表面尺寸失去精准度,不能正常匹配料筒进行挤压,从而挤出效率和质量下降。为保证螺杆的耐磨性能,传统螺杆生产技术一般选用高速工具钢基材,并在表面进行强化处理。常见的表面强化技术有电镀,激光淬火,热喷涂,堆焊等。激光熔覆作为一种新的表面技术,在螺杆的表面强化及修复时有其独特的竞争优势。

  螺杆信息

  螺杆尺寸:长度=850mm,齿顶直径=33mm,齿根直径约25mm(渐变),详见图1.

  螺杆基材:高速工具钢,表面经过热处理后硬度为HRC60-62

  磨损程度:下料处螺杆齿顶磨损较为严重,损失厚度约为2-3mm,详见图1.

  修复要求及关键:

  客户要求修复能够恢复螺杆原始尺寸,表面硬度>HRC55, 螺杆无变形,涂层无孔隙,不能在挤料中脱落。客户曾尝试传统表面修复技术中的热喷涂和堆焊,但修复结果都存在不同程度的缺陷。

  热喷涂修复时,涂层厚度不能太厚,当螺纹磨损严重时,难以恢复尺寸。同时,热喷涂修复涂层与螺杆基材的结合为机械结合,结合强度较低,在恶劣工况下容易出现涂层剥落。另外,热喷涂涂层中有一定孔隙,也将影响螺杆的工作寿命。

  堆焊修复时,传统堆焊(手工或等离子堆焊)热输入很大,容易造成螺杆变形,并且基材的热影响区很大,涂层表面硬度难以达到要求。

  激光熔覆比该两种典型的传统表面修复技术有明显优势,涂层厚度适合,与的基材冶金结合,涂层致密无孔隙,并且热输入小,无变形。

  激光修复设备及原料:

  设备:德国Laserline 半导体激光器 LDF6000-100; 6轴机器人+变位机;(见图2)

  原料:高速工具钢粉末

  修复过程:

  1.清理螺杆磨损待修复表面,打磨光滑(见图a)。

  2.螺杆固定在变位机上,编设机器人程序(见图b)。

  3.激光功率3kw,线速度15mm/s,按螺纹方向进行熔覆(见图c)

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