一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法
阅读说明：本技术 一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法 (Method for recycling laser cladding layer processing scraps ) 是由 付宇明 田宁 郑丽娟 于 2020-04-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法,属于金属表面处理技术领域,包括以下步骤：将回收的激光熔覆层加工碎屑清洗晾干；将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上；采用双辊压力机将激光熔覆层加工碎屑均匀压制到双面胶表面；将压实的激光熔覆层加工碎屑薄片粘贴于待强化衬板表面,采用激光熔覆设备制备耐磨激光熔覆层；对激光熔覆层进行打磨抛光处理,制得表面光洁的耐磨损衬板。本发明将激光熔覆层加工碎屑通过双面胶进行预置处理,不仅实现了废料的二次再利用,还有效的节省了激光熔覆粉体的再制造费用,降低了耐磨损衬板的生产成本,具有节材、节能、环保的特点。(The invention discloses a method for recycling laser cladding layer processing scraps, which belongs to the technical field of metal surface treatment and comprises the following steps: cleaning and drying the recovered laser cladding layer processing chips; uniformly spraying the cleaned and dried laser cladding layer processing scraps on one side adhesive surface of the double-sided adhesive tape; uniformly pressing the laser cladding layer processing scraps to the surface of the double-sided adhesive tape by adopting a double-roller press; adhering the compacted laser cladding layer processing scrap sheet to the surface of a lining plate to be reinforced, and preparing a wear-resistant laser cladding layer by adopting laser cladding equipment; and grinding and polishing the laser cladding layer to obtain the wear-resistant lining plate with a smooth surface. The laser cladding layer processing scraps are preset by the double-sided adhesive tape, so that the secondary reutilization of waste materials is realized, the remanufacturing cost of laser cladding powder is effectively saved, the production cost of the wear-resistant lining plate is reduced, and the wear-resistant lining plate has the characteristics of material saving, energy saving and environmental protection.)
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其是一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法。
背景技术
在激光熔覆生产过程中，绝大部分熔覆产品都需要经过车削工序才能制得成品。例如：已经大规模产业化的激光熔覆连铸辊，经过激光熔覆后，单边熔覆层厚度为1.8～2.0mm，熔覆层硬度达到HRC60左右，经过数控轧辊车床采用立方氮化硼刀具车削后，形成了大量碎屑，碎屑最大长度小于2mm，单边车削量达到0.8～1.0mm，以直径300mm，长度800mm的密排辊为例，单根密排辊车削后的碎屑重量达到12公斤，一个拥有三台激光器的再制造厂家，每年得到的HRC60硬度的连铸辊激光熔覆车削碎屑就达到60吨以上，这些碎屑如果重新回炉再气雾化喷粉将带来很大的制造费用，同时必然有烧损和制备过程有毒物质的排放，降低了资源的利用率。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法，将激光熔覆层加工碎屑通过双面胶进行预置处理，再采用激光熔覆设备制备耐磨涂层；采用本方法不仅提高了材料的利用率，减少了激光熔覆粉体的再制造费用，而且减少了制备过程中有益材料的烧损和有毒物质的排放。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法，包括以下步骤：
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.5～4.0mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶使用双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.5～3.0mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，在衬板基材表面得到厚度为1.5～2.0mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，制得表面光洁的耐磨损衬板。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤（5）中激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤（5）中激光熔覆的扫描功率为3000～3300W，扫描速度为800～1000mm/min，搭接率为30～50%。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤（5）中激光熔覆的扫描功率为3200W，扫描速度为900mm/min，搭接率为40%。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤（6）中打磨抛光处理的量为0.5～1.0mm。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤（1）中激光熔覆层加工碎屑清洗的清洗剂为无水乙醇。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤（3）中双辊压力机选用手动双辊压力机。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明将回收清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上并进行滚压处理，得到双面胶金属碎屑膜，再用激光熔覆加工碎屑，因为激光熔覆层加工碎屑的硬度为HRC60，采用此方法处理可保证激光熔覆层加工碎屑熔覆后制备的耐磨衬板具有优良的耐磨性和耐腐蚀性。
2、本发明采用的双面胶及双辊压力机没有特别的要求，双面胶采用市售的双面胶，双面胶的尺寸根据双辊压力机工作窗口的尺寸进行相应选择；双辊压力机采用本领域熟知的手动双辊压机；所以本方法加工制作方便。
3、本发明采用双面胶及双辊压力机制备双面胶激光熔覆层加工碎屑膜，不仅降低了激光熔覆加工碎屑重新回炉再气雾化喷粉带来的制造费用，同时避免了碎屑中有益元素的烧损和制备过程中有毒物质的排放，激光熔覆加工碎屑的利用率达到99%左右，实现了激光熔覆加工碎屑的直接利用，提高了资源的利用率，达到了节约材料、节能环保的目的。
4、本发明与传统同轴送粉、重力送粉的加工方法相比，采用双面胶加工碎屑膜预置的方法，不仅省去了同轴送粉、重力送粉的装置，还极大地提高了激光熔覆衬板的强化效率，有效的降低了生产成本。
5、本发明提供的方法不仅实现了废料的二次再利用，克服了激光熔覆粉末价格昂贵的问题，降低了耐磨衬板的制造成本，具有突出的经济效益和社会效益，属于循环经济，值得大力推广。
具体实施方式
本发明是针对激光熔覆加工碎屑而研发的一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法，采用双面胶及双辊压力机制备双面胶激光熔覆层加工碎屑膜，不仅降低了激光熔覆加工碎屑重新回炉再气雾化喷粉带来的制造费用，同时避免了碎屑中有益元素的烧损和制备过程中有毒物质的排放，提高了资源的利用率，节能环保。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
一种激光熔覆层加工碎屑的再利用方法，包括以下步骤：
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；激光熔覆层加工碎屑包括车削、磨削以及抛光处理等加工后产生的碎屑；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.5～4.0mm；
所述双面胶的来源没有特别的要求，采用市售的双面胶即可；双面胶的尺寸也没有特别的要求，根据双辊压力机工作窗口的尺寸进行相应选择即可；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶使用手动双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.5～3.0mm；
所述双辊压力机优选采用手动辊压机进行；手动辊压机也没有特别的要求，采用本领域熟知的手动双辊压力机即可；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；衬板基材可选用45钢衬板、40Cr钢衬板、Q345钢衬板、Q235钢衬板、35CrMo钢衬板、65Mn钢衬板、2Cr13钢衬板等；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，在衬板基材表面得到厚度为1.5～2.0mm的激光熔覆层；激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑；激光熔覆的扫描功率为3000～3300W，扫描速度为800～1000mm/min，搭接率为30～50%；优选的，激光熔覆的扫描功率为3200W，扫描速度为900mm/min，搭接率为40%。
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为0.5～1.0mm，制得表面光洁的耐磨损衬板。
实施例1
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.5mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.5mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的45钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑；激光熔覆的扫描功率为3000W，扫描速度为800mm/min，搭接率为30%；在45钢衬板基材表面得到厚度为1.5mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为0.5mm，制得表面光洁的45钢耐磨损衬板。
实施例2
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为4.0mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为3.0mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的40Cr钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直3mm的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3300W，扫描速度为1000mm/min，搭接率为50%；在40Cr钢衬板基材表面得到厚度为2.0mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为1.0mm，制得表面光洁的40Cr钢耐磨损衬板。
实施例3
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.5mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.5mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的Q345钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3200W，扫描速度为900mm/min，搭接率为40%；在Q345钢衬板基材表面得到厚度为1.5mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为0.5mm，制得表面光洁的Q345钢耐磨损衬板。
实施例4
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为4.0mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为3.0mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的Q235钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3000W，扫描速度为950mm/min，搭接率为45%；在Q235钢衬板基材表面得到厚度为2.0mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为1.0mm，制得表面光洁的Q235钢耐磨损衬板。
实施例5
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧
胶面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.6mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.6mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的35CrMo钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3100W，扫描速度为900mm/min，搭接率为35%，在35CrMo钢衬板基材表面得到厚度为1.6mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为0.6mm，制得表面光洁的35CrMo钢耐磨损衬板。
实施例6
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶
面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.8mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行
滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.8mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的45钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3200W，扫描速度为850mm/min，搭接率为40%，在45钢衬板基材表面得到厚度为1.8mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为0.8mm，制得表面光洁的45钢耐磨损衬板。
实施例7
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶
面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为4.0mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行
滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为3.0mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的65Mn钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3300W，扫描速度为950mm/min，搭接率为45%，在65Mn钢衬板基材表面得到厚度为2.0mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为1.0mm，制得
表面光洁的65Mn钢耐磨损衬板。
实施例8
（1）将回收的激光熔覆层加工碎屑采用无水乙醇清洗并晾干；
（2）将清洗晾干后的激光熔覆层加工碎屑均匀喷撒在双面胶的一侧胶
面上，喷撒的激光熔覆层加工碎屑厚度为3.5mm；
（3）将喷撒有激光熔覆层加工碎屑的双面胶通过手动双辊压力机进行
滚压处理，压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶厚度为2.5mm；
（4）将压实后的带有激光熔覆层加工碎屑的双面胶的另一侧胶面粘贴在待强化的2Cr13钢衬板基材表面，实现激光熔覆层加工碎屑的预置；
（5）对粘贴在待强化的衬板基材表面预置的激光熔覆层加工碎屑进行激光熔覆，激光熔覆采用光纤激光器，激光光斑为直径3mm 的圆形光斑，激光熔覆扫描功率为3100W，扫描速度为850mm/min，搭接率为35%，在2Cr13钢衬板基材表面得到厚度为1.5mm的激光熔覆层；
（6）对激光熔覆层进行打磨抛光处理，打磨抛光处理的量为0.5mm，制得表面光洁的2Cr13钢耐磨损衬板。
对实施例1～8所制得的激光熔覆层进行了硬度测试、耐磨性测试和耐腐蚀性测试，结果表明：实施例1～8熔覆层硬度均达到HRC58～60；所得激光熔覆层均具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，尤其实施例3制得的熔覆层硬度为HRC60，耐磨性和耐腐蚀性最佳；即采用本发明提供的方法制得的激光熔覆层为防腐耐磨金属层，可显著提高激光熔覆衬板的使用寿命。
实施例1～8对于激光熔覆层加工碎屑的利用率达到99%左右，实现了激光熔覆加工碎屑的直接利用，达到了节约材料、节能环保的目的。
综上所述，本发明采用双面胶及双辊压力机制备双面胶激光熔覆层加工碎屑膜，实现了废料的二次再利用，不仅节省了激光熔覆粉体的制造费用，同时也提升了资源的利用率，具有环保节约的特点；降低了耐磨衬板的制造成本，具有突出的经济效益和社会效益，属于循环经济，值得大力推广。