1.本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种采用激光增材技术的薄壁减振器缸筒涂层制备方法。


背景技术：

2.某特种车辆使用的减振器缸筒采用30crmnsi材料，内径50mm，筒长341.5mm。减振器服役过程中，由于导向密封机构为橡胶制品，存在弹性，因此常常出现缸筒内表面与活塞表面发生摩擦，缸筒内表面出现划痕，造成减振器拉缸或阻尼增大等问题，影响产品使用寿命。
3.目前，部分型号减振器缸筒选择内表面镀硬铬方式解决上述问题，但由于30crmnsi材料镀铬附着力较差且内表面深度是内径的6～7倍，电镀内表面需要特制阳极，仿形阳极成本较高且使用寿命短，工艺参数随阳极使用时长而变化，造成产品电镀质量不稳定，且内表面对光洁度和同轴度要求较高，需要在镀铬到100μm后增加内表面研磨工序方可保障0.4的光洁度和0.08的圆柱度，导致返修率居高不下。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明提出一种薄壁减振器缸筒涂层制备方法，以解决如何提高减振器缸筒耐磨性的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为了解决上述技术问题，本发明提出一种薄壁减振器缸筒涂层制备方法，该涂层制备方法包括如下步骤：
8.s1.前处理：对薄壁减振器缸筒内孔进行精磨，除去表面杂质，使用激光清理方式除去表面油污；
9.s2.超高速激光熔覆：采用超高速激光熔覆技术在薄壁减振器缸筒内表面制备不锈钢涂层；
10.s3.后处理：对熔覆有不锈钢涂层的薄壁减振器缸筒进行600
±
20℃回火，空气自然冷却至室温；
11.s4.再加工：对缸筒两端进行珩磨，精车内孔，内孔珩磨至最终尺寸，粗车缸筒外表面。
12.进一步地，薄壁减振器缸筒采用30crmnsi材料。
13.进一步地，制备涂层前，在缸筒内孔单边预留0.3mm，将减振器缸筒内径加工为50.6mm，缸筒外径设置为62
±
1mm，壁厚为5～6mm；制备完成后减振器缸筒内径为50mm。
14.进一步地，步骤s2中，采用光纤激光作为热源，配合使用直径为30～50微米的不锈钢粉末。
15.进一步地，步骤s2中，超高速激光熔覆工艺参数具体为：激光功率1.0～1.2kw，光
斑直径1.2～2.0mm，横移速度1.1～1.3mm/s，搭接率65％～75％；载气流速5.5～7.0l/min，送粉量9-11g/min，保护气流速10l/min。
16.进一步地，步骤s4中，精车内孔过程中使用夹具夹住缸筒中部。
17.(三)有益效果
18.本发明提出一种薄壁减振器缸筒涂层制备方法，包括前处理、超高速激光熔覆、后处理和再加工。本方法制备的涂层稀释率小于1％，能够满足使用要求。与电镀硬铬相比，采用超高速激光熔覆技术制备的涂层质量一致性好，不存在氢脆风险，使用效果良好。经试验验证，能够有效提高薄壁减振器缸筒内表面耐磨性能，减少拉缸损伤。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
20.根据目前的使用要求，对薄壁减振器缸筒涂层提出如下需求：(1)薄壁减振器缸筒需要在油脂环境下使用，因此表面涂层不能被油脂环境腐蚀，也不能污染润滑油脂；(2)缸筒内表面涂层应当具有耐磨特性，附着强度高但硬度不宜过高，否则会加速对磨活塞的损耗，同样影响产品整体使用寿命，涂层硬度应当选择hv450～650；(3)缸筒内表面光洁度和圆柱度要求较高，涂层要均匀致密，可加工，后续加工时间较短。
21.基于以上使用需求，本实施例提出一种内径50mm薄壁减振器缸筒涂层制备方法，该减振器缸筒采用30crmnsi材料。考虑到激光熔覆涂层厚度为0.4～0.5mm以及同柱度要求，制备涂层前在缸筒内孔单边预留0.3mm，将减振器缸筒内径加工为50.6mm。考虑到激光熔覆热影响区的范围，将缸筒外径设置为62
±
1mm，壁厚为5～6mm。
22.该涂层制备方法具体包括如下步骤：
23.s1.前处理
24.对薄壁减振器缸筒内孔进行精磨，除去表面杂质，然后使用激光清理方式除去表面油污。前处理后的产品应当在干燥环境下12h内进行下一步处理，避免表面再次污染。
25.s2.超高速激光熔覆
26.采用光纤激光作为热源，配合使用直径为30～50微米的不锈钢粉末，在薄壁减振器缸筒内表面制备不锈钢涂层。
27.超高速激光熔覆工艺参数具体为：激光功率1.0～1.2kw，光斑直径1.2～2.0mm，横移速度1.1～1.13mm/s，搭接率65％～75％；载气流速5.5～7.0l/min，送粉量9-11g/min，保护气流速10l/min。
28.s3.后处理
29.对熔覆有不锈钢涂层的薄壁减振器缸筒进行600
±
20℃回火，空气自然冷却至室温。
30.s4.再加工
31.对缸筒两端进行珩磨，用于加工找正；然后精车内孔，加工至加工过程中，为防止缸筒被夹持变形或车削过程中发生颤动，使用夹具夹住缸筒中部，减少缸筒震颤带来的跳动变化；精车后进行内孔珩磨，至最终尺寸；最后采用胎具装夹缸筒一端，粗车外表面，加工最终尺寸后依此方法加工缸筒另一端。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种薄壁减振器缸筒涂层制备方法，其特征在于，所述涂层制备方法包括如下步骤：s1.前处理：对薄壁减振器缸筒内孔进行精磨，除去表面杂质，使用激光清理方式除去表面油污；s2.超高速激光熔覆：采用超高速激光熔覆技术在薄壁减振器缸筒内表面制备不锈钢涂层；s3.后处理：对熔覆有不锈钢涂层的薄壁减振器缸筒进行600
±
20℃回火，空气自然冷却至室温；s4.再加工：对缸筒两端进行珩磨，精车内孔，内孔珩磨至最终尺寸，粗车缸筒外表面。2.如权利要求1所述的涂层制备方法，其特征在于，所述薄壁减振器缸筒采用30crmnsi材料。3.如权利要求1所述的涂层制备方法，其特征在于，制备涂层前，在缸筒内孔单边预留0.3mm，将减振器缸筒内径加工为50.6mm，缸筒外径设置为62
±
1mm，壁厚为5～6mm；制备完成后减振器缸筒内径为50mm。4.如权利要求1所述的涂层制备方法，其特征在于，步骤s2中，采用光纤激光作为热源，配合使用直径为30～50微米的不锈钢粉末。5.如权利要求4所述的涂层制备方法，其特征在于，步骤s2中，超高速激光熔覆工艺参数具体为：激光功率1.0～1.2kw，光斑直径1.2～2.0mm，横移速度1.1～1.3mm/s，搭接率65％～75％；载气流速5.5～7.0l/min，送粉量9-11g/min，保护气流速10l/min。6.如权利要求1所述的涂层制备方法，其特征在于，步骤s4中，精车内孔过程中使用夹具夹住缸筒中部。

技术总结
本发明提出一种薄壁减振器缸筒涂层制备方法，包括前处理、超高速激光熔覆、后处理和再加工。本方法制备的涂层稀释率小于1％，能够满足使用要求。与电镀硬铬相比，采用超高速激光熔覆技术制备的涂层质量一致性好，不存在氢脆风险，使用效果良好。经试验验证，能够有效提高薄壁减振器缸筒内表面耐磨性能，减少拉缸损伤。伤。


技术研发人员：肖林林 陈利华 赵慧 李征 邬晓颖 王延春 王智
受保护的技术使用者：北京北方车辆集团有限公司
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/2/11