顧春雷
摘 要:對農(nóng)機修理中電鍍、刷鍍、噴鍍、等離子弧噴涂、等離子噴焊等常用修復工藝的技術特點、優(yōu)缺點、適用范圍等做了詳細的介紹,有利于提高人們對農(nóng)機零件修復工藝的認識。
關鍵詞:農(nóng)機;修理;修復工藝
1 電鍍和刷鍍
電鍍法主要有鍍鉻和鍍鋼等。用于金屬的電鍍層是在溫度15~105 ℃的電解條件下獲得的,對基體金屬的性質沒有什么影響,且鍍層與基體金屬間有較高的結合強度,但鍍層的力學性能隨著鍍層的厚度增加而變壞。所以電鍍修理法受到零件磨損程度的限制。一般鍍鉻厚度為0.01~0.03 mm,而鍍鋼厚度為0.05~5 mm范圍內。電鍍法應用廣泛,如:在滾動軸承外圈表面上和軸瓦的外表面上鍍銅,用來增加軸承和軸承座的過盈量。在蝸輪和蝸桿的螺紋表面鍍銅,可增加嚙合的平滑性;鍍錫和鍍鉛錫合金于軸瓦工作表面,可補償軸瓦耐磨合金的磨損,且增加磨合效果。也可采用鍍鋅、鍍鎘等方式進行防腐處理。
電刷鍍是一種特殊的電鍍,又稱涂鍍、快速電鍍、快速筆涂電鍍、擦鍍、選擇性電鍍等。電刷鍍基本原理也和電鍍一樣,刷鍍時將工件作為陰極,浸過鍍液的鍍筆作為陽極。將工件和陽極分別接在刷鍍電源上的正負極,然后將鍍筆放在工件的被鍍部位,進行相對運動,即可得到所需的金屬鍍層。刷鍍的優(yōu)點:①鍍積速度快,為電鍍的5~20倍;②鍍層具有良好的力學性能和物理化學性能,硬度高、耐磨性和結合強度好;③設備簡單,方便靈活,可到現(xiàn)場進行局部解體或不解體刷鍍,被鍍零件的尺寸和形狀不受限制;④鍍層尺寸精確,根據(jù)需要可方便的選用刷鍍層種類和調整鍍層硬度,采用安培小時計監(jiān)控鍍層厚度,精度可達±0.01 mm,一般情況下鍍后零件不需機加工;⑤一臺設備,只改變鍍液種類,就可鍍多種金屬和合金層。安全可靠,環(huán)境污染小;⑥耗電量小,僅為電鍍的幾十分之一;⑦對零件的熱輸入小,基體金屬不會發(fā)生變形。
電刷鍍適合范圍:①恢復磨損和加工超差的零件;②新零件的保護層,用于防磨、防蝕等;③大型精密零件(如曲軸、機體平面、油缸等)局部擦傷、劃痕、凹坑的修復;④改善軸承與配合面的過盈配合性能;⑤修復有缺陷的電鍍件和電鍍無法完成的零件,如盲孔、狹縫及無法入槽的零件。
2 噴鍍
噴鍍修理就是將熔化的金屬顆粒,噴射到預先準備好的零件表面上,使磨損尺寸得到恢復。噴射時,將熔化了的金屬,用0.5~0.7 MPa的壓縮空氣吹成極細的微粒(約0.01~0.05 mm),以很大的速度(可達140~300 m·s-1)噴射到預先準備好的噴鍍零件的表面上,撞擊、填塞和堆積起來??糠肿优c零件的結合力彼此結合起來,形成一層具有一定強度的金屬噴鍍層。噴鍍工藝過程可分為三個階段:即表面準備(預加工)、噴鍍和鍍后加工。噴鍍層的多孔性,創(chuàng)造了儲油條件,且金屬微粒被空氣淬硬,以及顆粒表面氧化物的夾雜和撞擊硬化,使鍍層硬度可提高30%~80%,耐磨性較好。缺點:噴鍍層結合強度不高,抗疲勞能力和承受沖擊負荷性能較差??稍趶姸纫蟛桓叩牧慵S修中應用。
3 等離子弧噴涂
等離子弧是新型熱源,它溫度高,熱量集中,熱影響區(qū)小,生產(chǎn)效率高,弧的穩(wěn)定性好,具有可控性,可根據(jù)需要對弧的溫度、長度、直徑和沖擊力進行調節(jié)。等離子噴涂是利用非轉移弧,在噴槍中當電弧引燃(通常用高頻電流引弧)后,在陰極(后電極)和陽極(噴嘴)間形成電弧。輸入的氣體吸熱并被電離,形成等離子體。當?shù)入x子與電子復合時,即釋放出能量,溫度可達萬攝氏度以上,把難熔的金屬粉末快速熔化,并以極高的速度噴散成較細并具有很大動能的顆粒。當這些顆粒穿過等離子焰流撞擊到工件上時,產(chǎn)生嚴重塑性變形,填充到零件表面已預先做好的粗糙面上,形成很薄的具有特殊性能的涂層。
優(yōu)點:①噴涂厚度范圍在0.05~1.5 mm,通常0.1~0.5 mm;②火焰溫度高,熱量集中,可噴涂高熔點的金屬和非金屬,如碳化鉻或陶瓷等;③流速快且能量集中,因熔粒動能大,與零件表面結合緊密牢固;④熱影響區(qū)小,避免零件因受熱而帶來的變形;⑤設備簡單、操作方便、效率高、無公害。存在與氣、電噴鍍相比克服了其結合強度低、組織不細密和噴鍍材料消耗大等缺點。
適用范圍:主要用于修復和提高零件的耐磨性。如柴油機進、排氣門錐面,若噴涂一層硬度高、抗高溫氧化性能好的鈷、鉻、鎢等耐磨材料,可提高壽命?;钊h(huán)如用等離子噴鉻、鋁和碳化物層,可獲得較高的硬質耐高溫層,近年來又發(fā)展了噴陶瓷環(huán),有更高的熔點和硬度,熱穩(wěn)定性和耐磨性能好。汽缸套表面噴涂鉬、碳化鎢等耐磨材料,使汽缸套具有多孔性和耐熱、耐蝕性,可提高壽命。
4 等離子噴焊
等離子噴焊是應用氬氣等離子弧作高溫熱源,用合金粉末作填充金屬的一種表面熔敷合金,使表面硬化的新技術,它實質是熔化焊,粉末在弧柱中被加熱,呈熔化或半熔化狀態(tài),噴至熔池后充分熔化,在工件表面獲得致密的熔深較淺的合金熔敷層。
優(yōu)點:①熱量集中。溫度高,生產(chǎn)效率高,熔敷率達9 kg·h-1,超過一般堆焊;②噴焊層較薄,成形平整、光滑,成形尺寸范圍寬并可精確控制,一次噴焊可控制寬度3~40 mm,厚度0.25~8 mm。③噴焊層質量高且工藝穩(wěn)定性好;④噴焊過程自動進行,易于實現(xiàn)機械化和自動化。缺點:污染較嚴重,存在著因熱應力而使零件變形和焊層產(chǎn)生裂紋等問題。
適用范圍:噴焊常用來修復柴油機嚴重磨損的舊零件和一些工作條件惡劣、易磨損的零件。如柴油機的進、排氣門,為提高氣門密封面的壽命,可在密封面上噴焊鈷基或鎳基合金。