栗靖，董小波，黄泉清，席艳凯，姜红

（郑州速达工业机械服务股份有限公司，河南 郑州 450000）

随着经济的快速发展，全球环境也随之改变，人们对煤炭的需求也在随之增长，在这样的环境下，矿用液压支架也起着越来越重要的作用。为了能够在竞争激励的市场中占有一席之地，产品的优秀的加工工艺和产品质量是能够成为市场鳌头的前提条件，但由于开采的恶劣环境，产品的腐蚀是不可避免的，然而，如何能够更好地将产品进行优化，表面处理是我们需要重视的问题所在。

1 造成液压支架油缸问题的相关原因

因为煤炭的需求量的快速激增，造成了相关的工作产品的地位随之提升，而这其中最明显的便是开采使用的液压支架，要想在煤炭市场立足，其产品的质量要求自然是不言而喻的；其中其自身的油缸寿命甚至直接决定了其液压支架自身的寿命，但是面对如此恶劣的使用环境，造成直接影响液压支架使用寿命的腐蚀原因究竟是什么，接下来进行相应的分析。

液压支架的主要作用是在进行采煤工作时，用来控制矿山的压力的相关器械，开采面的矿压一般以外载的形式来作用在液压支架上面，并且在液压支架与采面围岩的力的相互作用关系下，如果液压支架的各个部分的所承受的合力和顶板在器械上作用的外载合力在一条直线上面，这样的状态对于支架来说是最适宜的。一般来说，液压机由以下几部分组成，分别是活塞及其活塞杆、缸筒以及密封和缓冲等相关装置。其主要的工作原理是通过对电动机的运行从而带动油泵的旋转，在这时产生的机械能，以液压支架为载体进行能量的转换，将其转换成压力能，在压力的作用下，再运用其自身以及驱动装置的连接，就可以使外接的装置进行正常的工作。液压站具有操作简单、功率质量比大、维修方便的特点，并且能够在过载时提供相应的保护或进行无极调速等措施；但若油缸一旦出现严重腐蚀，则会产生巨大的安全问题，并且对环境造成相应的污染。

首先，是其自身的密封装置未合格。因为工作过程中，液压支架只有通过油缸才能够实现向动能进行转化，而油缸的密封性是影响工作效果的主要原因，也就直接地影响工作的进行。而密封件问题也分为两个方面，一是在进行矿下作业过程中，造成的挤压而导致零件的损坏；另一方面就是密封件自身的质量问题，由于质量的不过关造成的油缸问题。

其次，就是油缸自身的老化。油缸老化自然是不可避免的，这是由于作业的根本环境导致的。因为在液压支架进行工作时，所处的环境恶劣，经常会掺杂许多粉尘和相应的有害物质，一旦其长期依附在油缸的表面，就很容易造成油缸的老化速度加快；并且在工作环境中，器械产生的振动也对其自身产生相应的老化危害。

还有就是油缸受到了外力的冲撞。这方面的危害对于油缸来说是不可估量的，因为一旦其自身受到了外力的冲撞，这股巨大的力量就会严重影响油缸的气密性，虽然技术也在不断地进步，但在恶劣的工作环境下，受到的外力冲击还是不可避免的。

2 新工艺产生的相关前提条件

因为开采作业时的恶劣环境以及周围腐蚀介质的影响，造成液压支架油缸的表面发生相应的腐蚀，造成表面产生锈蚀和锈坑的情况，进而导致油缸的完全报废。在缸筒的内壁部分，这样的情况已经不再像以前一样，进行简单的珩磨就能够解决的，内壁腐蚀、锈坑问题越来越常见；还有就是镀层方面，以前进行简单的抛光和退镀就就可以进行全部修复，现在的镀层锈蚀和相关的磕碰也越来越频繁，继续按照以前的工艺就会报废大量的二级缸体、活柱、活塞杆，成本也会相应地提高。因为这样的原因造成的器械的报废必然会导致资源的浪费，为了减少此类原因造成的损耗，能够将侵蚀面积进行修复，新工艺便应运而生，而这其中，效果最为突出的便是熔铜工艺。

熔覆铜合金工艺对于缸筒的表面腐蚀和侵蚀的相关修复有着良好的效果，此效果不仅仅体现在将损坏表面修复到原精度，还体现在表面的优良特性上，既耐磨，又有着优秀的抗腐蚀性能。此工艺比起那些进行过镀铜工艺和未进行过处理的，内壁的使用年限更长，主要原因便是自身具有较厚的修复层，可以很好地进行保护。也正是因为这样的特殊保护，才能够避免相关的使用材料的强度和形态发生改变。在对器件进行修复后，这样的熔铜工艺，可以让管壁的阻力矩、材料的屈服极限以及原始值保持不变；而且修复油缸所耗费的工期要比重新生产一个油缸的工期短，不但可以节省生产时间，还可以节省下材料成本，因为油缸的成本占所有成本的一半多，所以油缸的材料费省下来就节约了一大部分金钱。同时，这种工艺不但对产品的质量有所提升，还大大地缩短了进行维修的工期。

现在我们正处于一个资源节约型、环境友好型的社会，资源的节约也成了我们需要关注的问题，正因如此，采取熔铜工艺进行修补也是资源节约的一个突出体现。通过此种工艺进行节能减排，从而提高相关的市场竞争力，进而响应了国家的发展规划和具体要求。

3 熔铜新工艺的基本工艺流程与优势

这种熔铜的新工艺到底是什么，并且是怎样进行操作的？新工艺主要指的是内孔熔铜修复。通俗地来说，就是在内壁机加工去一层，再热熔一层铜合金（冷弧熔敷），形成毛坯内壁，再按照新件加工工艺加工的一种方法。工艺的具体适用范围为：缸径＞φ230。熔铜工艺的规范操作步骤如下：

（1）割除附件。首先要将需进行修复的工件进行缸体通液管以及接头座的全部割除，并将割除的部分进行打磨，让其平整。割除过程中，一定要注意，要防止铁屑在镗孔加工过程中进到通液管内部。

（2）定位找正。加工之前要检查缸筒的内壁，看是否存在涨缸、裂纹等问题，如果其自身的涨缸直接大于3mm，要报废！缸筒出现裂纹，也要报废！要找正工来对缸底的底部进行焊接，焊接时要注意，一定要焊接牢固，焊缝也要打磨平整；同时架窝要修好，缸底要找正，修正架窝和缸底工装，要求内壁跳动量≤0.05mm。

（3）粗镗内孔。首先在粗镗时，一定要将工件进行定位找正，并用卡盘夹紧所需工件；再就是在测量缸筒内壁尺寸时要正确地调整粗镗刀具，保证尺寸正确，才能确定好吃刀量；在此步骤中，一定要保证内壁粗镗镗到底。粗镗内孔过程中，装夹一定要牢固，保证要求内壁跳动量≤0.05mm，粗镗内壁尺寸（φD+1.5）（+0.2^0）表面一定要确保光洁平整并且无缺陷，粗糙度Ra ≤12.5，D 为缸径尺寸，如果单边车削0.75 毫米后基体表面仍有锈坑、磕碰等缺陷，请技术判定车削量。最后，内壁粗镗至缸底台阶底部。

（4）通体熔铜。正式使用设备，要对缸筒的内壁进行内壁的熔铜修复，同时根部也要焊到位。熔覆时，一定要保证止口台阶以及缸口部分能够完全熔覆。单边焊层厚度要在1.5～2mm。

准备工作要做好，焊前要清理铁屑、锈蚀以及油污等杂物。焊层要求压边时要紧凑且均匀；焊接后表面要平整，峰谷的落差＜0.5mm；焊层不允许出现漏焊、气孔、夹渣、周边凹陷等相关的焊接缺陷，同时，止口部位20°坡口位置要求熔覆。如果外圆是镀层，一定保护好镀层，不允许存在磕碰、拉伤等缺陷；对于止口熔覆至螺纹退刀槽处，缸口处至缸口端面都要熔覆，要保证坡口完全覆盖。

（5）精镗内孔。精镗与粗镗要选择同一镗床，同一装夹定位方式，其目的是消除定位的误差；记得重新调整刀具精镗尺寸，精镗后的工件锥度≤0.1mm，内壁尺寸为图纸要求尺寸φD+ES-0.3mm；要去除毛刺棱边，表面粗糙度≤Ra0.8；要对加工产生的铁屑进行及时清理。

（6）珩磨。珩磨后达到图纸要求，去除毛刺棱边，达到表面光洁，粗糙度＜Ra0.4。

（7）自检、交检。珩磨后由班组自检，看是否存在气孔以及波纹等缺陷。最后按照图纸要求进行检验，步骤基本完成。

首先，此工艺存在许多优势，其自身属于再制造的维修工艺，成品可以达到图纸设计的要求水平；其次，内壁熔覆后硬度220HB 以上，具有高耐腐性、耐磨性；而且内壁是铜合金，具有高的耐酸碱腐蚀性，是传统缸筒使用寿命的3～5 倍。

4 结语

利用新工艺不但可以提升相关性能，还可以提升液压支架的使用寿命，前景相当广阔，不仅对资源节约起到了重大作用，同时响应了国家发展新工艺的具体要求。