液压支柱广泛用于煤矿的巷道支撑和工作面的支护。随着我国煤矿工业的技术进步和装备水平的不断提高,其使用量每年都在上升,已从20世纪90年代全国保有量不足100万只到目前每年需求超过100万只。液压支柱的活塞杆大部分是用27SiMn无缝钢管调质机加工后表面镀铬工艺制造。由于煤矿井下潮湿,含有S等腐蚀性气体,环境恶劣,目前使用的液压支柱其使用寿命都不长,一般为1~3年。主要原因是电镀层表面有空隙,在井下潮湿环境中,会出现锈斑,随着时间的延续,锈斑沿着镀层与基体的界面扩大,造成镀层起泡、剥落。另外煤粒冲击也会造成镀层表面损伤,使该处更容易被腐蚀和剥落。这些表面损伤使液压支柱使用寿命远低于设计寿命。由此造成失效的液压支柱每年达几十万支,这为再制造提供了一个大市场。在我国,对液压支柱活塞杆进行再制造的工艺有:电镀、刷镀、化学镀镍磷、胶、镶套、激光熔覆、TIG堆焊等。我国是产煤大国,井下情况复杂,这些工艺各有特点,满足了不同需求。
为什么空心活塞杆长度不宜过短的原因有哪些呢?
空心活塞杆的工艺规格设计,及加工过程中专用夹具的设计三个方面,精密活塞杆镀铬厚度,阐述了组焊件活塞杆的工艺制造的全过程,尤其在工艺规程设计中,我们运用已掌握的机械制造理论及计算公式,确定了毛坯的制造形式,选择了基面,制定了工艺路线,确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸,精密活塞杆镀铬工艺,后确定了切削用量及基本工时。
目前液压支柱再制造的主要工艺方法是电镀。对于只有擦伤、磕伤或局部腐蚀坑的支柱,通过退镀→补焊缺陷→光整表面→镀铬→磨外圆进行再制造。由于手工焊补效率低,而且不适用于大面积损伤的支柱,精密活塞杆,现在通用的方法是将表面缺陷完全去除后镀铁恢复尺寸,后按煤炭行业标准 MT313-92进行电镀铬和机加工。镀铁成本低,表面镀铬使支柱防腐耐磨,这种方法适合大规模支柱再制造。其工艺流程为:
拆开支柱 →筛选( 检查阀孔) → 校直( 如果弯曲)→磨外圆→除油、除锈→镀铁→镀工业铬→磨外圆( Ra =1.6μm)→质检→装配。
这种方法工艺简单,成本低,精密活塞杆制造商,存在的问题依然是容易被腐蚀起泡。而且近几年一些企业为了降低成本,用大电流,快速电镀,造成镀层微裂纹产生,支柱使用寿命进一步下降。电镀铬大的问题是产生六价铬,污染环境,现在世界各国都在寻找替代方法。