一种中空液压支架立柱及其包含该立柱的液压支架

摘要

本发明提供一种中空液压支架立柱及其包含该立柱的液压支架。该中空液压支架立柱的特征在于，在中空液压支架立柱的主体的内表面上具有一层以上的激光熔覆层。由于该液压支架立柱的主体的内表面上具有激光熔覆层，所以能够防止立柱的内表面受到腐蚀和侵害。

权利要求

1.一种中空液压支架立柱，其特征在于，在中空液压支架立柱的主体的内表面上具有一层以上的激光熔覆层，所述激光熔覆层与所述中空液压支架立柱的主体的内表面为冶金结合;所述中空液压支架立柱的主体的内表面的激光熔覆层是通过将激光束和熔覆用合金粉末伸入到中空液压支架立柱的内部进行激光涂覆得到的；

其中，激光器的输出功率为4000w，激光扫描线速度为480mm/min，所述激光束为

15mm×2.5mm的矩形光斑，所述熔覆用合金粉末的粒径为44-178μm，所述熔覆用合金粉末包括0.02%的 C，1.5%的Si，0.4%的Mn，15.8%的Cr，4.0%的Ni和余量的Fe。

2. 根据权利要求1所述的中空液压支架立柱，其特征在于，在中空液压支架立柱的主体的内表面上具有两层以上的激光熔覆层。

3. 根据权利要求1或2所述的中空液压支架立柱，其特征在于，所述中空液压支架立柱的本体是合金结构钢的中空液压支架立柱的本体。

4. 根据权利要求1所述的中空液压支架立柱，其特征在于，所述激光熔覆层的总厚度为0.3~0.9mm。

5. 根据权利要求4所述的中空液压支架立柱，其特征在于，所述激光熔覆层的总厚度为0.4~0.7mm。

6. 根据权利要求5所述的中空液压支架立柱，其特征在于，所述激光熔覆层的总厚度为0.4~0.5mm。

7. 根据权利要求1所述的中空液压支架立柱，其特征在于，在中空液压支架立柱的主体的外表面上也具有一层以上的激光熔覆层。

8. 一种液压支架，其特征在于，包括权利要求1~7中任意一项所述的中空液压支架立柱。

说明书

一种中空液压支架立柱及其包含该立柱的液压支架

技术领域

[0001] 本发明涉及一种中空液压支架立柱及其包含该立柱的液压支架。

背景技术

[0002] 液压支架立柱是矿山开采设备中的关键部件，在国内，对于液压支架立柱通常采用镀铬的方面进行表面处理，从而来防止表面的生锈以及防腐蚀。然而镀铬层的耐磨性较差，一般经过1~1.5年之后，镀铬层就会出现起皮以及脱皮等现象，因此，乳化液就会腐蚀立柱表面，从而会影响到液压支架的使用效果。

[0003] 公告号为CN101875128B的中国专利公开了一种矿用液压支架立柱的激光熔覆方法，其通过特定的激光熔覆工艺条件来熔覆三层冶金材料，从而解决了矿用液压支架立柱表面的耐磨性、防腐蚀性的问题，提高了使用寿命。具体的技术方案是，在对矿用液压支架立柱进行表面处理之后，进行预热，然后在特定的工艺条件下，用熔覆用合金粉末材料依次镀覆底层、中层和面层。其中，底层选用的熔覆用合金粉末材料的重量百分比为0.1%的C、3.2%的Si、0.5%的Mn、10.2%的Cr、8.8%的Ni、0.8%的Nb、0.1%的B、0.5%的P和余量的Fe。

[0004] 公告号为CN102242361的中国专利申请公开了一种用于矿用液压支架立柱的激光熔覆方法，其步骤是：使激光束和送粉器输出的镍基合金粉末流束沿立柱本体的活柱的表面形成螺旋状扫描；激光头输出的激光束的截面设置为15~20mm×1.5~2.5mm的矩形光斑，激光束的扫描线速度设置为480~720mm/min，输出激光束的激光器的输出功率设置为7200~7400W。送粉器中输出的你结合近粉末设置为按重量比含有≤0.15%C、0.5~1.0%Si、
0.4~0.8%Mn、17.5~19.5%Cr、21~25%Ni和余量Fe。

[0005] 对于上述的矿用液压支架立柱的激光熔覆方法所得到的液压支架立柱，其激光熔覆层均位于液压支架立柱的外表面上，目前还没有一种在内表面上也具有激光熔覆层的液压支架立柱。然而在液压支架立柱的使用过程中，其内表面也会面临腐蚀和侵害。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压支架立柱及其包含该立柱的液压支架，该液压支架立柱的主体的内表面上具有激光熔覆层，能够防止立柱的内表面受到腐蚀和侵害。

[0007] 具体地，本发明所提供的技术方案如下：

[0008] 技术方案1.

[0009] 一种中空液压支架立柱，在中空液压支架立柱的主体的内表面上具有一层以上的激光熔覆层。

[0010] 优选地，所述中空液压支架立柱的主体的内径为400mm以上，优选为420mm以上，更优选为450mm~600mm。

[0011] 技术方案2.

[0012] 根据技术方案1所述的中空液压支架立柱，其改变之处在于，在中空液压支架立柱的主体的内表面上具有两层以上的激光熔覆层。

[0013] 技术方案3.

[0014] 根据技术方案1或2所述的中空液压支架立柱，其改变之处在于，所述中空液压支架立柱的主体是合金结构钢的中空液压支架立柱的主体。所述中空液压支架立柱的主体优选为27SiMn合金结构钢的中空液压支架立柱的主体。

[0015] 技术方案4.

[0016] 根据技术方案1~3中任意一项所述的中空液压支架立柱，其改变之处在于，所述激光熔覆层的总厚度为0.3~0.9mm。

[0017] 技术方案5.

[0018] 根据技术方案4所述的中空液压支架立柱，其改变之处在于，所述激光熔覆层的总厚度为0.4~0.7mm。

[0019] 技术方案6.

[0020] 根据技术方案5所述的中空液压支架立柱，其改变之处在于，所述激光熔覆层的总厚度为0.4~0.5mm。

[0021] 技术方案7.

[0022] 根据技术方案1~6中任意一项所述的中空液压支架立柱，其改变之处在于，在中空液压支架立柱的主体的外表面上也具有一层以上的激光熔覆层。

[0023] 技术方案8.

[0024] 一种液压支架，包括权利要求1~7中任意一项所述的中空液压支架立柱。

[0025] 根据上述技术方案1的中空液压支架立柱，由于在其内表面上具有激光熔覆层，所以能够有效防止立柱的内表面受到腐蚀和侵害。

[0026] 根据上述技术方案2的中空液压支架立柱，由于具有两层以上的激光熔覆层，可以更好地起到防止立柱的内表面受到腐蚀和侵害的作用。

[0027] 在上述技术方案3的中空液压支架立柱中，采用了较为常见的制造立柱用的材料，即采用了合金结构钢作为立柱的主体材料。

[0028] 根据上述技术方案4~6的中空液压支架立柱，优选了几种激光熔覆层的总厚度。其中，如果在内表面上只具有一层激光熔覆层，那么所述激光熔覆层的总厚度是指该一层激光熔覆层的厚度，如果在内表面上具有两层以上的激光熔覆层，那么所述激光熔覆层的总厚度是指该两层以上的激光熔覆层的各层厚度值的总和。

[0029] 根据上述技术方案7的中空液压支架立柱，由于在中空液压支架立柱的主体的内外表面上均具有激光熔覆层，所以能够起到全面地保护中空液压支架立柱免受腐蚀和侵害。

[0030] 技术方案8是本发明所提供的一种液压支架。由于具有上述技术方案1~7中任意一项所述的中空液压支架立柱，所以该液压支架的使用寿命将会更加长，并且力学性能也更好。

附图说明

[0031] 图1是本发明的第一种实施方式的液压支架立柱的整体的示意图。

[0032] 图2是本发明的第一种实施方式的液压支架立柱的垂直于A-A轴方向的横截面示意图。

[0033] 图3是本发明的第四种实施方式的液压支架立柱的垂直于A-A轴方向的横截面示意图。

[0034] 图4是本发明的第五种实施方式的液压支架立柱的垂直于A-A轴方向的横截面示意图。

[0035] 图中的标号分别表示：

[0036] 10——液压支架立柱，101——液压支架立柱的主体，102——激光熔覆层。

具体实施方式

[0037] 为了使得本领域的技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式进行详细说明。

[0038] 第一种实施方式

[0039] 首先通过附图来说明液压支架立柱的整体结构。

[0040] 请参见图1，图1是本发明的第一种实施方式的液压支架立柱的整体示意图。从图1可以看出，本发明的液压支架立柱10的整体为中空的圆柱体型。图中虚线A-A表示液压支架立柱10的轴向。其中，虚线A-A通过液压支架立柱10的上表面的圆心和下表面的圆心。

[0041] 请参见图2，图2是本发明的第一种实施方式的液压支架立柱的垂直于A-A轴方向的横截面示意图。从图2可以看出，在本实施方式中的液压支架立柱10包括液压支架立柱的主体101和激光熔覆层102。该激光熔覆层102位于液压支架立柱的主体101的内表面上。

[0042] 所述液压支架立柱的主体101是合金结构钢的立柱的主体，具体地，在本实施方式中采用的是27SiMn合金结构钢的立柱的主体。例如，针对于矿用液压支架的立柱，那么只要是可以满足现有技术中的煤矿或者其他矿中的使用条件即可，也就是说，在本发明中，对于液压支架的立柱101的材料并没有特殊的要求，优选为27SiMn的液压支架立柱的主体。

[0043] 所述激光熔覆层102位于液压支架立柱的主体101的内表面上，激光熔覆层102与液压支架立柱的主体101的内表面为冶金结合。在本实施例中，所述激光熔覆层102的厚度为0.5mm。

[0044] 第二种实施方式

[0045] 第二种实施方式与第一种实施方式的区别仅在于，在第二种实施方式中，所述激光熔覆层102的厚度为0.7mm。

[0046] 第三种实施方式

[0047] 第三种实施方式与第一种实施方式的区别仅在于，在第三种实施方式中，所述激光熔覆层102的厚度为0.4mm。

[0048] 第四种实施方式

[0049] 请参见图3，图3是第四种实施方式的液压支架立柱的垂直于A-A轴方向的横截面示意图。第四种实施方式与第一种实施方式的区别仅在于，在第四种实施方式中，在液压支架立柱的主体101的内表面上具有两层激光熔覆层102。对于这两层激光熔覆层102的厚度，可以相等，也可以不相等。对于激光熔覆层102的层数，也可以为三层或者更多。

[0050] 第五种实施方式

[0051] 请参见图4，图4是第五种实施方式的液压支架立柱的垂直于A-A轴方向的横截面示意图。第五种实施方式与第一种实施方式的区别仅在于，在第五种实施方式中，不仅在液压支架立柱的主体101的内表面上具有一层激光熔覆层102，而且在液压支架立柱的主体101的外表面上也具有激光熔覆层102。在液压支架立柱的主体101的外表面上的激光熔覆层102的厚度为0.5mm。对于在液压支架立柱的主体101的外表面上的激光熔覆层102的层数，其也可以为两层以上，其中，各层的厚度可以相等，也可以不相等。

[0052] 另外，需要说明的是，本发明的中空液压支架立柱，其内表面上具有的激光熔覆层需要通过以下的方法来实现，现有技术中的利用二氧化碳激光器进行激光熔覆的方法是不能够得到本发明的中空液压支架立柱的。而本发明的中空支架立柱的制备方法的要点在于，激光束和熔覆用合金粉末可以伸入到中空液压支架立柱的内部进行激光熔覆。

[0053] 本发明的液压支架立柱的制造方法

[0054] 本发明所使用的液压支架立柱为主体是合金结构钢的主体，型号为27SiMn合金结构钢。该立柱的外径为450mm，内径为420mm。

[0055] 采用以下方法进行激光熔覆：

[0056] （1）将矿用液压支架立柱进行除锈、毛化处理。

[0057] （2）装入激光加工机床。

[0058] （3）在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行；激光器的输出功率为4000W，激光扫描线速度为480mm/min，激光束为15*2.5mm的矩形光斑（长为15mm，宽为2.5mm）；进行扫描熔覆的方式进行熔覆；

[0059] 采用的激光熔覆用合金粉末，粒径为44~178 μm。该组合物包含0.02%的 C，1.5%的Si，0.4%的Mn，15.8%的Cr，4.0%的Ni，余量的Fe和不可避免的杂质。该激光熔覆用合金粉末的送粉速度为38~40g/min。

[0060] （4）进行机械加工。

[0061] 对于得到的立柱进行试验测试，各项性能指标如下：

[0062] （1）无裂纹。

[0063] （2）熔覆层硬度能够达到45 HRC以上，矿井中使用寿命为5年以上，熔覆层与立柱基体的结合强度能够达到310MPa以上，耐盐雾性能96小时以上无变化。

[0064] 关于熔覆层与立柱基体的结合强度，其能够达到310MPa以上。

[0065] 关于耐盐雾性能试验，采用的是中国国家标准GB/T10125-1997，试验所用的药品为氯化钠的水溶液，浓度为50g/L±5g/L，PH为6.5~7.2，温度为35℃±2℃。