CN102677048A

CN102677048A - 高速电机转子的激光修复工艺

Info

Publication number: CN102677048A
Application number: CN2012101663421A
Authority: CN
Inventors: 邓琦林; 刘少彬; 刘汉杰; 何建方
Original assignee: DANYANG HONGTU MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: DANYANG HONGTU MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2012-05-27
Filing date: 2012-05-27
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明涉及一种高速电机转子的激光修复工艺，包括以下步骤：A.对转子表面进行处理，对转子进行失效分析；B.根据转子的失效分析结果，优化工艺参数，进行激光熔覆；采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对转子进行连续螺旋进给搭接扫描；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.15%，Cr：8%至12%，B：1.3%至1.7%，Si：2.5%至4.5%，Fe≤8%，其余为Ni；C.进行检测。该转子高速电机转子的激光修复工艺对转子表面失效部位进行激光熔覆，使其变形量极小，修复后转子尺寸达到使用要求，在650～1000℃高温下有较高的强度。

Description

高速电机转子的激光修复工艺

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆方法，尤其是一种电机转子的激光熔覆修复方法。

背景技术

高速精密零部件在制造过程中会因加工失误或因长期使用产生失效。如采用普通的堆焊技术进行修复，热量输入大，热影响区大，零件易变形。若采用喷涂、电镀，其结合面呈物理结合，不能满足使用要求。电机在各行各业中都能用到，并且电机转速非常高，大都在3000-5000转/分钟，最高可以达到10000转/分钟。电机的使用过程中转子的磨损最大。正常的转子磨损其轴承挡最厉害。采用普通的修复方法都会使转子产生变形，为转子的转速产生障碍，影响了转子的旋转速度和精度。

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。如何将激光熔覆技术有效的应用于高速电机转子表面修复，是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对转子表面失效部位进行激光熔覆，使其修复过程中变形量极小，修复后转子尺寸达到使用要求，高温下转子具有较高强度的高速电机转子的激光修复工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速电机转子的激光修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A.对转子表面进行处理，对转子进行失效分析；

B.根据转子的失效分析结果，优化工艺参数，进行激光熔覆；

采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对转子进行连续螺旋进给搭接扫描；激光功率为1700W至2100W，标高为260mm至275mm，光斑尺寸为10mm×1.8mm，扫描速度为120mm/min至150mm/min，搭接量为3mm，送粉量为6g/min 至12g/min；所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C≤0.15%，Cr：8%至12%，B：1.3%至1.7%，Si：2.5%至4.5%，Fe≤8%，其余为Ni；

C.进行检测。

为了使得修复过后的高碳合金转子的辊径能够达到要求，一种优选的技术方案是：上述激光熔覆的熔覆层厚度为1mm至5mm。

为了使得待修复的高碳合金转子在激光熔覆的过程中修复成功，并且获得更好的修复效果，一种优选的技术方案是：上述步骤A是将转子上的灰尘、油污、锈蚀清除；检测转子各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量；对转子进行径向、端面跳动检验，确定转子变形量；去除转子失效部位的疲劳层0.5mm至2mm，并进行清洗。

为了保证修复后的高碳合金转子的质量，一种优选的技术方案是：上述步骤C是检测转子表面硬度；检测转子变形量；对转子表面进行机械加工；进行探伤、校验。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明的高速电机转子的激光修复工艺中采用特制的合金粉末，利用Cr元素对镍基合金进行元素强化，提高熔覆层的硬度和耐磨性；通过添加适量的B、Si，显著降低合金熔点，形成低熔共晶体，对熔覆层具有硬化、强化作用，有利于改善工艺性能。该工艺采用宽带激光束，效率更高；采用预置送粉的方式，严格控制送粉量，并对激光功率、扫描速度、搭接量等进行了优化，转子在修复过程中变形极小或不变形，使修复后的转子表面硬度达到25HRC以上，且在650～1000℃高温下有较高的强度。该工艺使得熔覆层的组织均匀性好、厚度和硬度均匀，熔覆层与转子失效部位的基体的熔合率高、结合紧密，转子表面没有裂纹和气孔，修复后的转子具有较高的蠕变极限、良好的持久强度和较好的抗热疲劳及热断裂性能。

具体实施方式

本实施例的转子高速电机转子的激光修复工艺的具体步骤如下：

A.对待修复的转子表面进行处理，对转子进行失效分析。

将转子上的灰尘、油污、锈蚀等清除；检测转子各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量；对转子进行径向、端面跳动检验，检验转子是否有变形现象；通过打磨去除转子失效部位的疲劳层1mm，并进行清洗。

B.根据转子的失效分析结果，优化工艺参数，进行激光熔覆。

采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对转子进行连续螺旋进给搭接扫描。激光功率为2000W，标高（即激光器离作用物之间的距离，标高=焦距+离焦量）为265mm，光斑尺寸为10mm×1.8mm，扫描速度为130 mm/min，搭接量为3mm，送粉量为8g/min。所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.15%，Cr：10%，B：1.5%，Si：2.5%，Fe：5%，其余为Ni。熔覆层厚度为3mm。

C.修复结束后，进行检测。

检测表面硬度；检测变形量；按照图纸的要求对转子表面进行机械加工；进行探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂痕等影响转子机械性能的缺陷；进行校验，检验质量是否合格。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种高速电机转子的激光修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A.对转子表面进行处理，对转子进行失效分析；

C.进行检测。

2.按照权利要求1所述的高速电机转子的激光修复工艺，其特征在于：所述激光熔覆的熔覆层厚度为1mm至5mm。

3.按照权利要求1所述的高速电机转子的激光修复工艺，其特征在于：所述步骤A是将转子上的灰尘、油污、锈蚀清除；检测转子各部位的尺寸，确定失效部位及其磨损量；对转子进行径向、端面跳动检验，确定转子变形量；去除转子失效部位的疲劳层0.5mm至2mm，并进行清洗。

4.按照权利要求1所述的高速电机转子的激光修复工艺，其特征在于：所述步骤C是检测转子表面硬度；检测转子变形量；对转子表面进行机械加工；进行探伤、校验。