3、电弧喷涂修复:
热喷涂技术是近年来在机械制造和设备维修中广泛应用的一项表面工程技术。它是将熔融状态的喷涂材料通过高速气流使其雾化喷射在零件表面,形成喷涂层的一种金属表面加工方法。目前,它已广泛地应用于制造各种功能性涂层和机械零部件的修复中[4-5]。
待喷涂曲轴的清洗、检查、磨削方法与堆焊相同。为了使喷涂层与基体获得良好的结合,对待修复轴颈进行砂粗化处理,喷砂工艺参数为:喷砂压力取0.65MPa,喷砂角度85°,喷砂距离为180~200mm。然后堵塞油孔并用铜皮对所要喷涂轴颈的邻近轴颈进行遮蔽保护。
选用CMD—AS—1620电弧喷涂设备。先用镍—铝复合丝喷涂打底层。然后选用φ2mm的3Cr13喷涂丝进行电弧喷涂,喷涂工艺参数为:电压38~40V,电流110~130A,压缩空气压力0.65MPa。为获得致密的涂层,在喷涂时要连续喷涂,中间不应有较长时间的停顿,否则会影响结合强度。喷涂厚度一般以留出0.8~1mm的加工余量为宜。
喷涂后要检查喷涂层与轴颈基体是否结合紧密,如不够紧密,则除掉重喷。如检查合格,可对曲轴进行磨削加工。磨削进给量以0.05~0.10mm为宜。磨削后,用砂条对油道孔研磨,经清洗后将其浸入80~100℃的润滑油中煮8~10h,待润滑油充分渗入涂层后,即可装车使用。
4、电刷镀修复:
电刷镀具有镀层与基体的结合强度高,镀层硬度高,耐磨、耐蚀性好,镀后工件不变形,沉积速度快,镀层种类多,应用范围广等优点,已广泛地应用于零件的磨损修复、表面防腐、减摩、装饰等。电刷镀修复曲轴的一般工艺为:
(1)表面准备先进行磨削加工,消除轴颈的椭圆度,用油石或刮刀将油孔边缘倒成45°角,防止应力集中而降低镀层与基体金属的结合强度及划破阳极包套。用煤油、汽油、碱液煮洗或火焰烘烤等去除表层及渗入到曲轴内部的油污,然后用木楔堵塞油孔。
(2)电净使用电净液TGY—1,工件接电源负极,电压调定在12~18V之间,工件与镀笔相对运动速度为12~18m/min,时间约40~80s,至水膜均匀摊开,然后用清水冲洗工件表面。
(3)活化先使用THY—2活化液,工件接电源正极,电压调定在6~12V之间,工件与镀笔的相对速度为12~18m/min,至表面呈黑灰色,用水冲洗工件表面。然后再使用THY—3活化液,工件接电源正极,电压调定在8~12V之间,工件与镀笔的相对速度为12~18m/min,至表面呈现银灰色,然后用清水冲洗工件表面。
(4)去除多余活化液由于疏松处缺陷里吸附着活化液,为此先用脱脂棉球把疏松处周围的活化液吸附干净,再用脱脂棉球蘸上过镀层镀液涂在疏松处。
(5)刷过镀层用特殊镍TDY—101作过镀层的镀液,先无电擦拭10~20s,然后把工件接入电源负极,电压调定在12~15v之间,工件与镀笔的相对速度为12~18m/min。过镀层厚度一般为0.002mm。
(6)刷工作层工作层刷镀选用快速镍TDY—102。用镀笔蘸快速镍无电擦拭5~8s,然后把工件接入电源负极,电压调定到12~15V之间,工件与镀笔的相对速度为12m/min~20m/min,刷镀至所需厚度即可。
(7)镀后处理工作层镀至规定厚度后,用水清洗表面,取出油孔中的木楔。用油石打平油孔边缘,并用压缩空气吹净油孔道和表面。然后磨削加工至要求的表面粗糙度和尺寸精度。
5、手工电弧焊修复
当曲轴主轴颈磨损严重时,可采用对称焊修的方法修复。其过程为:先将轴颈表面油污除净,再用錾子将轴颈周围打上麻坑;选用直径3~4mm的低碳钢焊条进行对称焊接,焊接电流为145~155A,焊后的轴颈尺寸比标准轴颈要大2~3mm,然后进行磨削加工至标准尺寸。
发生裂纹时,先用錾子开坡口,沿着裂纹表面开U形坡口,坡口深度以看不见裂纹为宜,宽度为13~14mm,焊前先用氧—乙炔焰预热焊接部位到400℃,然后进行对称焊接。焊后要钻通油道,凿修平整,然后磨削加工至标准尺寸。
三、曲轴的其他部位的损伤:
起动螺纹损伤可用加大螺纹孔的方法修复,应注意切勿损伤螺纹孔倒角;若曲轴后端凸缘端面或外圆柱面对主轴颈中心线圆跳动超差,可用车削端面或柱面方法消除;凸缘盘上连接飞轮的螺栓孔磨损,可用扩孔后加大固定螺栓方法修复。若凸缘盘上安装变速器第一轴的前轴承的承孔对主轴线径向圆跳动超差,用镶套修复法修理。
四、结论:
由于曲轴在使用中经常会受到损伤,而且价格相对比较高。为此,修复曲轴是非常有意义的。我们选取了4根不能按最后一级修理尺寸磨削修理的S195柴油机曲轴,分别对2根曲轴的每个主轴颈和连杆轴颈采用堆焊和电弧喷涂进行修复,然后分别通过偏磨和正常磨削后装车运转。偏磨结果表明涂层结合良好,无剥落和脱皮现象。装机后进行台架磨合及满负荷运转。柴油机在不同的转速下空负荷运转15min,在不同转速不同负荷下运转15min,额定工况下运转5min,超负荷至108%运转5min,均工作良好。累计满负荷台架试验工作超过20h,修复层无异常现象。
(中国工程机械动力部件网)