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1、10申请公布号CN101967538A43申请公布日20110209CN101967538ACN101967538A21申请号201010558993622申请日20101125C21D1/0920060171申请人天津大族烨峤激光技术有限公司地址300353天津市津南区小站镇黄台工业园区赢业路1号72发明人魏振华74专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人刘英兰54发明名称液压支架柱塞的表面激光强化方法57摘要本发明涉及一种液压支架柱塞的表面激光强化方法，该方法采用CO2激光加工系统或者光纤激光加工机组，在立柱、中缸等柱塞表面制造厚度为0507MM的耐腐蚀、抗压强度高、并与。
2、柱塞基体完全冶金融合、结合牢固、结晶均匀致密的特制合金表面强化层。本发明采用激光表面处理的液压支架立柱、中缸等柱塞，提高了柱塞的耐环境腐蚀能力；而且激光表面强化后柱塞工作表面无孔隙、冶金结合强度高；不起皮、无剥落，比原采用镀铬层提高使用寿命三倍以上。采用激光制造的高强度合金工作层，完全达到了需求中频淬火和调质热处理后强度性能、密封性能和耐久性能标准。本发明环保无污染，加工工艺简单，质量稳定可靠，降低生产成本，适于大批量生产。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN101967538A1/1页21一种液压支架柱塞的表面激光强化方法，其特征在于实施。
3、步骤如下（1）液压支架的立柱、中缸柱塞毛坯件经过机械加工后，在柱塞外工作表面上，使用TFLH10000型CO2激光加工系统和YLS4000型光纤激光加工机组，按质量分数将主要合金元素为CR1618、TI2628、NI0610、MO6065、CU24、NB333，上述成分组成的表面强化合金材料，分别制造成25MM丝状，1315MM带状及粉剂状合金材料；在激光功率密度48103W/2，采用152MM宽带积分聚焦加工镜条件下，使用步进式送丝机将丝状、带状合金材料应用于光纤激光加工机；或使用气动自动送粉器将合金粉剂应用于CO2激光加工系统；将上述表面强化合金材料分别加工于立柱、中缸柱塞外工作表面，形成。
4、0507MM的耐坑道环境腐蚀、抗压、强化高的合金冶金结合工作层；（2）激光制造完成的立柱、中缸柱塞表面合金工作层，采用HKUSM30型超声波金属表面加工装置和150200MM强化滚轮，将立柱、中缸柱塞安装在机床上，对其工作表面进行精度抛光和滚压，达到柱塞工作表面镜面光泽。权利要求书CN101967538A1/3页3液压支架柱塞的表面激光强化方法技术领域0001本发明属于激光技术领域，特别涉及一种液压支架柱塞的表面激光强化方法。背景技术0002目前，在井下采煤生生产中，坑道使用液压支架作为生产安全保障装置。液压支架属于液压机械，其立柱和中缸等液压柱塞表面普遍采取镀铬、镀锌等电镀方法进行表面防腐处。
5、理。由于电镀，特别是镀铬表面存在大量气孔，在井下坑道潮湿和含有SO2等腐蚀气体环境条件下，立柱和中缸等电镀柱塞表面产生麻点腐蚀、剥落、起皮等问题，导致立柱和中缸的密封盒液压性能早期失效，降低液压支架的安全性和使用寿命。而且，电镀特别是镀铬是被列入国家高环境污染的应淘汰的工艺方法。0003另外，立柱和中缸等液压柱塞，一般使用27SIMN、35CRMO、45MN等中低碳及中碳合金钢制造。在生产制造中为了提高其抗压强度性能，采用中频淬火或者调质热处理方法提高零件材料强度，保证在坑道强大顶压条件的使用安全性能。中频淬火和调质处理工序复杂、生产周期长，产品质量不稳定。而且，耗电大，成本昂贵。0004因此。
6、，提供一种质量可靠、工艺简单，无环境污染，应用显著的液压支架柱塞的表面激光强化方法，是该领域技术人员急需着手解决的重要课题之一。发明内容0005本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种质量稳定可靠、工艺简单、安全无污染、实际使用效果显著的液压支架柱塞的表面激光强化方法。0006为实现上述目的本发明所采用的技术方案是一种液压支架柱塞的表面激光强化方法，其特征在于实施步骤如下（1）液压支架的立柱、中缸柱塞毛坯件经过机械加工后，在柱塞外工作表面上，使用TFLH10000型CO2激光加工系统和YLS4000型光纤激光加工机组，按质量分数将主要合金元素为CR1618、TI2628、NI0610、MO6。
7、065、CU24、NB333，上述成分组成的表面强化合金材料，分别制造成25MM丝状，1315MM带状及粉剂状合金材料；在激光功率密度48103W/2，采用152MM宽带积分聚焦加工镜条件下，使用步进式送丝机将丝状、带状合金材料应用于光纤激光加工机；或使用气动自动送粉器将合金粉剂应用于CO2激光加工系统；将上述表面强化合金材料分别加工于立柱、中缸柱塞外工作表面，形成0507MM的耐坑道环境腐蚀、抗压、强化高的合金冶金结合工作层；（2）激光制造完成的立柱、中缸柱塞表面合金工作层，采用HKUSM30型超声波金属表面加工装置和150200MM强化滚轮，将立柱、中缸柱塞安装在机床上，对其工作表面进行精。
8、度抛光和滚压，达到柱塞工作表面镜面光泽，并实现二次强化形成柱塞工作表面具有压应力强化状态，增强了立柱、中缸柱塞工作表面的耐腐蚀、抗挤压强度性能指标。0007本发明的有益效果是（1）采用激光表面处理的液压支架立柱、中缸等柱塞，完全可以取代原采用电镀处理的说明书CN101967538A2/3页4表面，提高了柱塞的耐环境腐蚀能力。而且，激光表面强化后柱塞工作表面无孔隙、冶金结合强度高；不起皮、无剥落，比原镀铬层提高使用寿命三倍以上。0008（2）采用激光制造的高强度合金工作层，完全达到了原需求中频淬火和调质热处理后强度性能、密封性能和耐久性能标准。0009（3）经过激光制造表面强化工作层，再采用超声。
9、波和滚轮进行抛光和二次强化处理，立柱、中缸等柱塞工作表面的抗环境腐蚀能力和抗压强度等指标均等到进一步提高，使用性能更优于原镀铬和中频淬火及调质处理的效果。0010（4）本发明还具有无环境污染、生产工艺简单，质量稳定可靠，简化技术工艺流程，降低生产成本，具有大批量生产的特点。具体实施方式0011以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下一种液压支架柱塞的表面激光强化方法，其特征在于实施步骤如下（1）液压支架的立柱、中缸柱塞毛坯件经过机械加工后，在柱塞外工作表面上，使用TFLH10000型CO2激光加工系统和YLS4000型光纤激光加工机组，按质量分数将主要合金元素为CR1618、。
10、TI2628、NI0610、MO6065、CU24、NB333，上述成分组成的表面强化合金材料，分别制造成25MM丝状，1315MM带状及粉剂状合金材料；在激光功率密度48103W/2，采用152MM宽带积分聚焦加工镜条件下，使用步进式送丝机将丝状或带状合金材料应用于光纤激光加工机；或使用气动自动送粉器将上述合金粉剂应用于CO2激光加工系统；将上述表面强化合金材料分别加工于立柱、中缸柱塞外工作表面，形成0507MM总有效厚度的耐坑道环境腐蚀、抗压、强化高的合金冶金结合工作层。0012上述加工于立柱、中缸柱塞外工作表面的丝状、带状或粉剂可三种状态分层加工，也可选择其中一种或两种。0013例如，可。
11、采用粉剂熔覆于立柱、中缸柱塞外工作表面，在其上形成厚度为0507MM的合金冶金结合工作层。0014或例如，可采用粉剂熔覆于工作表面的底层，在其上形成厚度0203MM熔覆层；然后在激光功率密度48103W/2，采用152MM宽带积分聚焦加工镜条件下，使用步进式送丝机将丝状或带状合金应用于光纤激光加工机熔覆均匀缠绕设有丝状或/和带状层，形成整体复合的0507MM合金冶金结合工作层。0015采用上述表面强化合金材料加工于立柱、中缸柱塞外工作表面，既克服表面镀铬产生表面气孔、起泡、剥落的不耐腐蚀问题，又具有增强立柱、中缸柱塞抗压强度性能，可以直接取代了原设计制造生产中的镀铬和调质中频淬火热处理技术工艺。
12、。0016（2）激光制造完成的立柱、中缸柱塞表面合金工作层，按常规经过磨床磨削加工达到图纸技术要求的机械尺寸公差和形位公差精度范围，采用HKUSM30型超声波金属表面加工装置和150200MM强化滚轮，将立柱、中缸柱塞安装在旋转机床上，对其工作表面进行精度抛光和滚压，达到柱塞工作表面镜面光泽，并实现二次强化形成柱塞工作表面具有压应力强化状态，增强了立柱、中缸柱塞工作表面的耐腐蚀、抗挤压强度性能指标。0017该方法使用CO2激光加工系统或者光纤激光加工机组，在立柱、中缸柱塞表面制造厚度为0507MM的耐腐蚀，抗压强度高，并与柱塞基体完全冶金融合、结合牢固、结晶均说明书CN101967538A3/。
13、3页5匀致密的含有CR、NI、TI、MO等合金元素为主要基础特制合金表面强化层。0018例如320/2902268型液压支架用双伸缩立柱，其工作外表面再TFLH10000型CO2激光加工系统进行激光制造强化，使用功率密度为78103W/2，采用152MM宽带积分聚焦加工镜，将特制的专用宽为15MM、厚度07MM带状合金制造在立柱外工作表面上，形成牢固的冶金融合强化层。该激光制造立柱在磨床加工到设计图纸机械尺寸公差和精度范围，再使用超声波和滚轮对其外工作表面进行抛光和滚压强化。0019经过上述加工完成的立柱，在国家煤矿支护设备质量监督检验中心，进行空载形程，最低启动压力、密封性能、耐久性能、强度性能试验及模拟环境腐蚀与镀铬对比试验，其各种性能结果均达到MT31392液压支架立柱技术条件标准；其耐腐蚀性能是采用原镀铬材料的三倍以上。0020上述参照实施例对该液压支架柱塞的表面激光强化方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，按照组分配比限定范围可列举若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。说明书。