一種十字軸的熔覆方法及十字軸與流程

本發明屬于機械加工領域，尤其涉及一種十字軸的熔覆方法及十字軸。

背景技術：

十字軸被廣泛應用于機械傳動領域，由于十字軸特殊的傳動功能，要求十字軸既具有抗扭性又具有耐磨性，為了提高耐磨性，通常是將十字軸軸頸的表面進行滲碳淬火處理，以提高表面硬度、強度和耐磨性，這種傳統的工藝生產工時較長，生產成本高，耐磨效果不是十分理想，同時滲碳淬火的工藝方法也會對環境產生不良影響。

技術實現要素：

為了解決上述存在的問題,本發明提供一種十字軸的熔覆方法及十字軸，該熔覆方法無需打底層就可使十字軸表面有效硬化層厚度達到3mm以上，并使最外層硬度大于hrc60，由該熔覆方法制造的十字軸，增強了表面硬度，提高了耐磨性，延長了十字軸的使用壽命。

為了實現上述目的，作為本發明一種十字軸的熔覆方法包括以下步驟：

對十字軸的表面進行車加工，使表面粗糙度為3.2；

對十字軸進行整體預熱，預熱溫度為50攝氏度；

先進行第一次熔覆，采用同步同軸送粉激光熔覆，從十字軸其中一個軸頭中間開始向兩邊螺旋式熔覆，激光功率為1.2kw至1.5kw，掃描速度為400mm/min至500mm/min，光斑直徑為3mm，搭接量為1.5mm，送粉速率為6-7g/min，離焦量為0.7mm至0.9mm，所采用的鐵基合金粉末fe55的組分及重量百分比含量是c：0.3％-0.35％，si：0.28％-0.32％，mn：1.0％-1.2％，cr：6.9％-7.5％，mo：2.0％-2.4％，其余為fe；

待第一次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸第一次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷；

對檢測后的十字軸熔覆層進行表面處理，使用鐵砂紙將十字軸表面熔渣打摩清除；

按照與第一次熔覆完全相同的方法、參數、鐵基合金粉末fe55的組分及重量百分比含量對十字軸進行第二次熔覆；

待第二次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸第二次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷；

對檢測后的十字軸熔覆層進行表面處理，使用鐵砂紙將十字軸表面熔渣打摩清除；

按照與第二次熔覆完全相同的方法、參數、鐵基合金粉末fe55的組分及重量百分比含量對十字軸進行第三次熔覆；

待第三次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸第三次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷，硬度應達到50-55hrc；

對檢測后的十字軸熔覆層進行表面處理，使用鐵砂紙將十字軸熔覆層表面熔渣打摩清除；

三次熔覆形成的鐵基合金熔覆層總厚度控制在2.7mm至3.0mm；

對十字軸進行第四次熔覆，采用同步同軸送粉激光熔覆方式，從十字軸軸頸中間開始向兩端螺旋式熔覆，激光功率為1.3kw至1.6kw，掃描速度為500mm/min至600mm/min，光斑直徑為3mm，搭接量為1.5mm，送粉速率為6.67-7.5g/min，離焦量為0.8mm至1.0mm，所采用的硬質合金粉末m2的組分及重量百分比含量是c：0.8％-0.9％，si：0.2％-0.45％，mn：0.15％-0.4％，mo：4.5％-5.5％，w：5.5％-6.75％，v：1.75％-2.2％，cr：3.8％-4.4％，其余為fe；

待第四次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸第四次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷，硬度應達到60-65hrc。

第四次熔覆形成的硬質合金層的厚度控制在0.5mm至0.8mm。

該熔覆方法不需打底層可使有效硬化層硬度達到hrc50-55，厚度大于3mm，最外層采用高碳高合金粉末，硬度為hrc60-65，該方法使兩種不同的硬化層得到有效融合，并未出現任何缺陷，使熔覆方法發生很大變化，且生產周期大大縮短，使被熔覆件耐磨損性能得到大幅度提升。

由上述熔覆方法制造的十字軸，包括：

十字軸本體，所述十字軸本體軸頸的表面熔覆鐵基合金層；所述鐵基合金層的表面熔覆硬質合金層。

所述鐵基合金層為fe55，厚度為2.7mm至3.0mm。

所述硬質合金層為m2，厚度為0.5mm至0.8mm。

由本發明熔覆方法制造的十字軸，增強了表面硬度，提高了耐磨性，延長了十字軸的使用壽命，降低了生產成本，提高了經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明十字軸主視示意圖。

圖2是本發明十字軸右視示意圖。

圖3是圖2的a-a剖視示意圖。

具體實施方式

為了有利于本領域技術人員對本發明有更加清楚的理解，下面對本發明的優選實施例作進一步的詳細說明。

作為本發明優選實施例的方法，采用以下歩驟：

對十字軸的表面進行車加工，使表面粗糙度為3.2；

對十字軸進行整體預熱，預熱溫度為50攝氏度；

先進行第一次熔覆，采用同步同軸送粉激光熔覆，從十字軸其中一個軸頭中間開始向兩邊螺旋式熔覆，激光功率為1.2kw至1.5kw，掃描速度為400mm/min至500mm/min，光斑直徑為3mm，搭接量為1.5mm，送粉速率為6-7g/min，離焦量為0.7mm至0.9mm，所采用的鐵基合金粉末fe55的組分及重量百分比含量是c：0.3％-0.35％，si：0.28％-0.32％，mn：1.0％-1.2％，cr：6.9％-7.5％，mo：2.0％-2.4％，其余為fe；

待第一次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸的第一次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷；

對檢測后的十字軸熔覆層進行表面處理，使用鐵砂紙將十字軸表面熔渣打摩清除；

按照與第一次熔覆完全相同的方法、參數、鐵基合金粉末fe55的組分及重量百分比含量對十字軸進行第二次熔覆；

待第二次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸的第二次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷；

對檢測后的十字軸熔覆層進行表面處理，使用鐵砂紙將十字軸表面熔渣打摩清除；

按照與第二次熔覆完全相同的方法、參數、鐵基合金粉末fe55的組分及重量百分比含量對十字軸進行第三次熔覆；

待第三次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸的第三次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷，硬度應達到50-55hrc；

對檢測后的十字軸熔覆層進行表面處理，使用鐵砂紙將十字軸表面熔渣打摩清除；

三次熔覆形成的鐵基合金熔覆層總厚度控制在2.7mm至3.0mm；

對十字軸進行第四次熔覆，采用同步同軸送粉激光熔覆方式，從十字軸軸頸中間開始向兩端螺旋式熔覆，激光功率為1.3kw至1.6kw，掃描速度為500mm/min至600mm/min，光斑直徑為3mm，搭接量為1.5mm，送粉速率為6.67-7.5g/min，離焦量為0.8mm至1.0mm，所采用的硬質合金粉末m2的組分及重量百分比含量是c：0.8％-0.9％，si：0.2％-0.45％，mn：0.15％-0.4％，mo：4.5％-5.5％，w：5.5％-6.75％，v：1.75％-2.2％，cr：3.8％-4.4％，其余為fe；

待第四次熔覆后的十字軸自然冷卻至50攝氏度，對十字軸的第四次熔覆進行檢測，確定無裂紋、無其它缺陷，硬度應達到60-65hrc；

第四次熔覆形成的硬質合金層的厚度控制在0.5mm至0.8mm。

該熔覆方法不需打底層，可使有效硬化層硬度達到hrc50-55，厚度大于3mm，最外層采用高碳高合金粉末，硬度為hrc60-65，該方法使兩種不同的硬化層得到有效融合，并未出現任何缺陷，使熔覆方法發生很大變化，且生產周期大大縮短，使被熔覆件表面耐磨損性能得到大幅度提升。

作為由本發明熔覆方法制造的十字軸1，如圖1、圖2、圖3所示，包括：

十字軸本體2，所述十字軸本體2軸頸的表面熔覆鐵基合金層3；所述鐵基合金層3的表面熔覆硬質合金層4。

所述鐵基合金層3為fe55，厚度為2.7mm至3.0mm。

所述硬質合金層4為m2，厚度為0.5mm至0.8mm。

由本發明熔覆方法制造的十字軸，增強了表面硬度，提高了耐磨性，延長了十字軸的使用壽命，降低了生產成本，提高了經濟效益。