本發(fā)明涉及軸類零件表面裂紋修復(fù)，更具體的說是涉及一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法。

背景技術(shù)：

1、航空裝備著陸續(xù)航、能源傳動等系統(tǒng)大量使用桿軸類部附件，在部附件制造過程中為提高桿軸類零件表面硬度，同時使桿軸類部附件芯部具備高韌性，通常進(jìn)行滲碳處理，滲碳后部附件表面硬度通常超過hrc≥52。合金鋼表面滲碳后極大的提高了表面硬度，使其耐磨性提高，然而當(dāng)材料表面損傷時高的碳含量給維修帶來挑戰(zhàn)。

2、通常來說，高碳區(qū)域淬透性強(qiáng)，焊接修復(fù)時易產(chǎn)生大的應(yīng)力，導(dǎo)致部附件出現(xiàn)微觀及宏觀裂紋，同時熱影響區(qū)易形成馬氏體組織，導(dǎo)致塑韌性進(jìn)一步降低。因此航空裝備大修維護(hù)保障時如何對滲碳部附件表面損傷區(qū)域進(jìn)行修復(fù)，成為滲碳鋼部附件修復(fù)的瓶頸問題。本發(fā)明提出采用激光熔覆的方法修復(fù)受損桿軸類部附件，并針對激光熔覆滲碳表面易開裂的問題，提出了具體解決方式，可有效指導(dǎo)實際生產(chǎn)過程。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，針對表面滲碳部附件損傷熔覆修復(fù)過程中易開裂問題，本發(fā)明提供了一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法。先去除表面滲碳層后根據(jù)去除深度選擇熔覆參數(shù)，隨后進(jìn)行修復(fù)。同時熔覆層硬度與滲碳層接近，甚至超過滲碳層硬度，滿足使用需求。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，包括以下步驟：

4、(1)去除滲碳桿軸類部附件表面滲碳層；

5、(2)打磨、清洗待修復(fù)表面；

6、(3)根據(jù)部附件表面損失的尺寸，確定相應(yīng)的熔覆參數(shù)，并進(jìn)行熔覆修復(fù)；

7、(4)對熔覆修復(fù)件進(jìn)行去應(yīng)力退火處理；

8、(5)根據(jù)部附件原始尺寸，采用機(jī)加工的方法去除多余熔覆層，恢復(fù)至原始尺寸。

9、優(yōu)選的，步驟(1)中所述滲碳桿軸類部附件的硬度為52-58hrc；所述滲碳桿軸類部附件的直徑為8-30mm。

10、優(yōu)選的，步驟(1)中表明滲碳層去除厚度的確定方法為：根據(jù)滲碳桿軸類部附件設(shè)計圖紙，采用滲碳厚度范圍的上限值作為應(yīng)去除厚度值，或在同一批零件中平行于桿軸類部附件端面切割樣件，隨后制備金相試樣，采用洛氏硬度儀根據(jù)硬度值變化確定表面滲碳層厚度。

11、優(yōu)選的，步驟(2)中所述打磨為采用砂紙進(jìn)行打磨；所述清洗為采用丙酮或酒精清洗。

12、優(yōu)選的，步驟(1)中所述滲碳桿軸類部附件為合金鋼，其合金元素成分如下，c含量wt.％：0.1-0.18，si含量wt.％：0.5-1.2，cr含量wt.％：10-18，ni含量wt.％：1-5，其他各合金元素含量均低于2wt.％，fe為余量。

13、優(yōu)選的，步驟(3)中熔覆修復(fù)所采用的粉末成分為，c含量wt.％：0.14-0.16，si含量wt.％：0.9-1.1，cr含量wt.％：14-16，ni含量wt.％：1.8-2.2，mo含量wt.％：0.4-0.6，其他元素總含量不超過1wt.％，余量為鐵fe。

14、優(yōu)選的，步驟(3)中熔覆粉末粒徑為20-53μm；

15、激光熔覆系統(tǒng)中激光斑點直徑2-2.2mm，粉末斑點直徑2-2.2mm；

16、待修復(fù)件直徑在8-30mm。

17、優(yōu)選的，步驟(3)熔覆修復(fù)時，采用卡盤夾持待修復(fù)件，熔覆過程中電機(jī)帶動卡盤和部附件旋轉(zhuǎn)，激光粉末束流在部附件表面掃描、形成熔池，凝固后完成熔覆。

18、優(yōu)選的，步驟(3)熔覆修復(fù)時，表面損失厚度≤600μm時，在以下參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行熔覆修復(fù)：采用激光功率1750-1850w，修復(fù)件旋轉(zhuǎn)速度55-65r/min，送粉速度2.8-3.2r/min，激光掃描速度1.4-1.6mm/s；

19、表面損失厚度在600-1200μm之間時，在以下參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行熔覆修復(fù)：激光功率2150-2250w，修復(fù)件旋轉(zhuǎn)速度55-65r/min，送粉速度3.8-4.2r/min，激光掃描速度1.4-1.6mm/s；

20、表面損失厚度≥1200μm時，在以下參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行熔覆修復(fù)：采用激光功率1750-1850w，修復(fù)件旋轉(zhuǎn)速度55-65r/min，送粉速度2.8-3.2r/min，激光掃描速度1.4-1.6mm/s，或者采用激光功率2150-2250w，修復(fù)件旋轉(zhuǎn)速度55-65r/min，送粉速度3.8-4.2r/min，激光掃描速度1.4-1.6mm/s；

21、其中，表面損失厚度＝部附件原始直徑-部附件去除滲碳層后直徑。

22、整體熔覆一層后再整體熔覆下一層，直至熔覆后部附件直徑≥1.1*部附件原始直徑，熔覆過程中控制層間溫度，當(dāng)層間溫度低于50℃時進(jìn)行下一層的熔覆。

23、優(yōu)選的，步驟(4)所述去應(yīng)力退火處理中，去應(yīng)力退火溫度為330-370℃，爐內(nèi)氬氣保護(hù)，保溫2-4小時，保溫完成后隨爐冷卻。

24、步驟(5)恢復(fù)原始尺寸時，根據(jù)待加工件原始尺寸采用機(jī)加工的方法，除去多與熔覆層，隨后打磨拋光，完成修復(fù)。

25、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

26、針對表面滲碳部附件損傷熔覆修復(fù)過程中易開裂問題，本發(fā)明提出具體的解決思路及方法，先去除表面滲碳層后根據(jù)去除深度選擇熔覆參數(shù)，隨后進(jìn)行修復(fù)。同時熔覆層硬度與滲碳層接近，甚至超過滲碳層硬度，滿足使用需求。

技術(shù)特征：

1.一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(1)中所述滲碳桿軸類部附件的硬度為52-58hrc；所述滲碳桿軸類部附件的直徑為8-30mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(1)中表明滲碳層去除厚度的確定方法為：根據(jù)滲碳桿軸類部附件設(shè)計圖紙，采用滲碳厚度范圍的上限值作為應(yīng)去除厚度值，或在同一批零件中平行于桿軸類部附件端面切割樣件，隨后制備金相試樣，采用洛氏硬度儀根據(jù)硬度值變化確定表面滲碳層厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(2)中所述打磨為采用砂紙進(jìn)行打磨；所述清洗為采用丙酮或酒精清洗。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(1)中所述滲碳桿軸類部附件為合金鋼，其合金元素成分如下，c含量wt.％：0.1-0.18，si含量wt.％：0.5-1.2，cr含量wt.％：10-18，ni含量wt.％：1-5，其他各合金元素含量均低于2wt.％，fe為余量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(3)中熔覆修復(fù)所采用的粉末成分為，c含量wt.％：0.14-0.16，si含量wt.％：0.9-1.1，cr含量wt.％：14-16，ni含量wt.％：1.8-2.2，mo含量wt.％：0.4-0.6，其他元素總含量不超過1wt.％，余量為鐵fe。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(3)中熔覆粉末粒徑為20-53μm；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(3)熔覆修復(fù)時，采用卡盤夾持待修復(fù)件，熔覆過程中電機(jī)帶動卡盤和部附件旋轉(zhuǎn)，激光粉末束流在部附件表面掃描、形成熔池，凝固后完成熔覆。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(3)熔覆修復(fù)時，表面損失厚度≤600μm時，在以下參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行熔覆修復(fù)：激光功率1750-1850w，修復(fù)件旋轉(zhuǎn)速度55-65r/min，送粉速度2.8-3.2r/min，激光掃描速度1.4-1.6mm/s；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，其特征在于，步驟(4)所述去應(yīng)力退火處理中，去應(yīng)力退火溫度為330-370℃，爐內(nèi)氬氣保護(hù)，保溫2-4小時，保溫完成后隨爐冷卻。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種表面滲碳桿軸類部附件損傷激光熔覆修復(fù)的方法，包括以下步驟：去除滲碳桿軸類部附件表面滲碳層；打磨、清洗待修復(fù)表面；根據(jù)部附件表面損失的尺寸，確定相應(yīng)的熔覆參數(shù)，并進(jìn)行熔覆修復(fù)；對熔覆修復(fù)件進(jìn)行去應(yīng)力退火處理；根據(jù)部附件原始尺寸，采用機(jī)加工的方法去除多余熔覆層，恢復(fù)至原始尺寸。本發(fā)明先去除表面滲碳層后根據(jù)去除深度選擇熔覆參數(shù)，隨后進(jìn)行修復(fù)。同時熔覆層硬度與滲碳層接近，甚至超過滲碳層硬度，滿足使用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：李森,王濤,晏杰,邢敬偉,管博文,韓黔飛,張濤,馮國祥,南健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國營蕪湖機(jī)械廠
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7