第4章機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)

1、第四章第四章 機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)機(jī)械零件修復(fù)技術(shù) 4.2金屬扣合技術(shù)金屬扣合技術(shù)4.3工件表面強(qiáng)化技術(shù)工件表面強(qiáng)化技術(shù)4.4塑性變形修復(fù)技術(shù)塑性變形修復(fù)技術(shù)4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)4.1概述概述返回章目錄4.8粘接修復(fù)技術(shù)粘接修復(fù)技術(shù)4.7焊接修復(fù)技術(shù)焊接修復(fù)技術(shù)4.9 零件修復(fù)技術(shù)的選擇零件修復(fù)技術(shù)的選擇4.1 概述概述 0零件修復(fù)的意義（目的）零件修復(fù)的意義（目的） 提高維修質(zhì)量、節(jié)約資源、縮短停修時(shí)間和降低維修費(fèi)用的有效措施。提高維修質(zhì)量、節(jié)約資源、縮短停修時(shí)間和降低維修費(fèi)用的有效措施。 1.1.機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn)機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn) ：1

2、）減少制造工時(shí)，節(jié)約原材料。）減少制造工時(shí)，節(jié)約原材料。2）減少更換件制造，有利于縮短設(shè)備停修時(shí)間，提高設(shè)備利用率。）減少更換件制造，有利于縮短設(shè)備停修時(shí)間，提高設(shè)備利用率。3）減少備件儲(chǔ)備，提高資金的利用率。）減少備件儲(chǔ)備，提高資金的利用率。4）利用新技術(shù)修復(fù)舊件還可以提高零件某些性能）利用新技術(shù)修復(fù)舊件還可以提高零件某些性能 。返回節(jié)目錄4.1 概述概述 2.修復(fù)的類(lèi)型修復(fù)的類(lèi)型 返回節(jié)目錄4.2 金屬扣合技術(shù)金屬扣合技術(shù) 0定義定義 利用扣合件的塑性變形或熱脹冷縮的性質(zhì)將損壞的零件連接起來(lái)，利用扣合件的塑性變形或熱脹冷縮的性質(zhì)將損壞的零件連接起來(lái)，以達(dá)到修復(fù)零件裂紋或斷裂的目的。以達(dá)到修

3、復(fù)零件裂紋或斷裂的目的。 1.技術(shù)特點(diǎn)：技術(shù)特點(diǎn)：o整個(gè)工藝過(guò)程完全在常溫下進(jìn)行，排除了熱變形的不利因素。整個(gè)工藝過(guò)程完全在常溫下進(jìn)行，排除了熱變形的不利因素。o操作方法簡(jiǎn)便，不許特殊設(shè)備，可完全采用手工作業(yè)，便于現(xiàn)場(chǎng)就地修操作方法簡(jiǎn)便，不許特殊設(shè)備，可完全采用手工作業(yè)，便于現(xiàn)場(chǎng)就地修理工作，具有快速修理的特點(diǎn)。理工作，具有快速修理的特點(diǎn)。o波形槽分散排列，扣合件（波形槽）分層裝入，逐步某擊，避免了應(yīng)力波形槽分散排列，扣合件（波形槽）分層裝入，逐步某擊，避免了應(yīng)力集中。集中。返回節(jié)目錄4.2 金屬扣合技術(shù)金屬扣合技術(shù)2扣合類(lèi)型扣合類(lèi)型1）強(qiáng)固扣合法）強(qiáng)固扣合法 （特點(diǎn)、應(yīng)用及實(shí)施）（特點(diǎn)、應(yīng)用

4、及實(shí)施）2）強(qiáng)密扣合法）強(qiáng)密扣合法 （特點(diǎn)、應(yīng)用）（特點(diǎn)、應(yīng)用）3）優(yōu)級(jí)扣合法）優(yōu)級(jí)扣合法 （特點(diǎn)、應(yīng)用）（特點(diǎn)、應(yīng)用）4）熱扣合法）熱扣合法 （特點(diǎn)、應(yīng)用）（特點(diǎn)、應(yīng)用）返回節(jié)目錄4.3 工件表面強(qiáng)化技術(shù)工件表面強(qiáng)化技術(shù) 0.定義定義 采用某種工藝手段，通過(guò)材料表層的相變、改變表層的化學(xué)成分、改變表層采用某種工藝手段，通過(guò)材料表層的相變、改變表層的化學(xué)成分、改變表層的應(yīng)力狀態(tài)以及提高工件表面的冶金質(zhì)量等途徑來(lái)賦予機(jī)體材料本身所不具備的的應(yīng)力狀態(tài)以及提高工件表面的冶金質(zhì)量等途徑來(lái)賦予機(jī)體材料本身所不具備的特殊力學(xué)、物理和化學(xué)性能，從而滿足材料及其制品使用要求的一種技術(shù)。特殊力學(xué)、物理和化學(xué)性能

5、，從而滿足材料及其制品使用要求的一種技術(shù)。 1.表面形變強(qiáng)化表面形變強(qiáng)化 （原理及實(shí)施）（原理及實(shí)施）2.表面熱處理強(qiáng)化表面熱處理強(qiáng)化 （原理及實(shí)施）（原理及實(shí)施）3.三束表面改性技術(shù)（激光束、離子束、電子束） （拓展：技術(shù)發(fā)展概述）（拓展：技術(shù)發(fā)展概述）返回節(jié)目錄4.4 塑性變形修復(fù)技術(shù)塑性變形修復(fù)技術(shù)0定義定義 利用金屬或合金的塑性變形性能，使零件在一定外力作用的條件下改變其幾利用金屬或合金的塑性變形性能，使零件在一定外力作用的條件下改變其幾何形狀而不損壞。何形狀而不損壞。 1.鐓粗法 （原理及應(yīng)用）2.擠壓法（原理及應(yīng)用）3.擴(kuò)張法（原理及應(yīng)用）4.校正法 （冷校、熱校） （原理及應(yīng)用）

6、返回節(jié)目錄4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)0電鍍（定義及作用）電鍍（定義及作用） 應(yīng)用電化學(xué)的基本原理，在含有欲鍍金屬的鹽溶液中，以被鍍基體金屬作為為陰極，通過(guò)電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽(yáng)離子在基本金屬表面上沉淀，形成牢固覆蓋層的一種表面加工技術(shù)。 可補(bǔ)償零件表面磨損； 能改善零件的表面性質(zhì)：提高耐磨性如鍍鉻、鍍鐵，提高防腐能力如鍍鋅、鍍鉻等，形成裝飾性鍍層如鍍鉻、鍍銀等以及特殊用途，如防止?jié)B碳用的鍍銅、提高表面導(dǎo)電性的鍍銀等； 可以改善潤(rùn)滑條件。 返回節(jié)目錄4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)1.概述概述1）電鍍?cè)砑坝绊戀|(zhì)量的因素）電鍍?cè)砑坝绊戀|(zhì)量的因素2）預(yù)處理及后處理）預(yù)處理及后處理3

7、）電鍍金屬）電鍍金屬（1）鍍鉻）鍍鉻（2）鍍銅）鍍銅（3）鍍鐵）鍍鐵返回節(jié)目錄4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)2.電刷鍍電刷鍍 電鍍的一種特殊方式，不用鍍槽，只需在不斷供應(yīng)電解液的條件下，用一支鍍筆在工件表面上進(jìn)行擦拭，從而獲得電鍍層，所以又被稱(chēng)為無(wú)槽鍍或涂鍍。 1）基本原理、特點(diǎn)及應(yīng)用）基本原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 電化學(xué)沉積過(guò)程特點(diǎn)：（1）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活。（2）結(jié)合強(qiáng)度高。 （3）工件加熱溫度低，通常小于70，不會(huì)影響變形和金相變化。 （4）鍍層厚度可以控制，控制精度為10%。 （5）沉積速度快。（6）適用材料廣。（7）操作安全，對(duì)環(huán)境污染小。 在航空、船舶、機(jī)電、電子、化工、汽車(chē)、機(jī)械、冶金

8、以致文物保護(hù)部門(mén)都得到廣泛應(yīng)用，并已取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 返回節(jié)目錄4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)2）工藝參數(shù)）工藝參數(shù)（1）工作電壓和電流（2）陰、陽(yáng)極相對(duì)速度（3）鍍液和工作溫度（4）鍍液的潔凈3）電刷鍍?cè)O(shè)備）電刷鍍?cè)O(shè)備 電刷鍍?cè)O(shè)備由電刷鍍電源、刷鍍筆和輔助裝置組成。4）電刷鍍?nèi)芤海╇娝㈠內(nèi)芤?返回節(jié)目錄4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)5）電刷鍍工藝 電刷鍍工藝過(guò)程包括工件表面準(zhǔn)備階段、電刷鍍階段和鍍后處理階段。工件表面準(zhǔn)備階段又包括機(jī)械準(zhǔn)備、電凈處理、活化處理。電刷鍍階段包括鍍底層和鍍工作層。6）電刷鍍?nèi)毕荩ㄥ儗觿冸x ）（1）工件和鍍液溫度太低 工件和鍍液溫度太低，而選用的電壓和電流又

9、太大，造成鍍層應(yīng)力過(guò)大。 措施：用溫水浸泡加熱工件，鍍液加熱到50，起鍍時(shí)用低電流刷鍍，然后逐漸增大電流。（2）電流脈沖太大 鍍平面時(shí)，因操作不當(dāng)，總停留在一處或總在一處起鍍，使工件多次承受大電流脈沖；夾持偏心或陽(yáng)極與工件周期性地在某固定部位擠壓接觸，產(chǎn)生較大電流脈沖；停車(chē)或起車(chē)時(shí)，陽(yáng)極與工件并未脫離也能造成大的脈沖電流。 措施：針對(duì)不同的產(chǎn)生原因，采用不同的措施。返回節(jié)目錄4.5 電鍍修復(fù)技術(shù)電鍍修復(fù)技術(shù)（3）工件和鍍層氧化氧化的原因較多，如工序間停頓時(shí)間太長(zhǎng)、極性用錯(cuò)等。措施：工序間應(yīng)緊湊、不中斷；勤換筆，防止工件溫升太大；極性一旦用錯(cuò)，一定要重新活化等。（4）工件陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低在刷鍍

10、有劃痕、擦傷、凹坑等局部缺陷的工件時(shí)，由于陽(yáng)極移動(dòng)受限制，工件一陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低，產(chǎn)生過(guò)熱、結(jié)合力低等缺陷，容易造成鍍層剝離。措施：使用SDB-4型旋轉(zhuǎn)刷鍍筆或其他方法刷鍍。（5）其他原因陽(yáng)極混用，造成交叉污染；工件邊緣未倒角；疲勞層未除去等。措施：針對(duì)不同的原因，分別處理。 返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)0熱噴涂熱噴涂 利用電弧、離子弧燃燒的火焰將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔利用電弧、離子弧燃燒的火焰將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融狀態(tài)，在高速氣流推動(dòng)下，噴涂材料被霧化并以一定速度射向預(yù)處理過(guò)的基體融狀態(tài)，在高速氣流推動(dòng)下，噴涂材料被霧化并以一定速度射向

11、預(yù)處理過(guò)的基體零件表面，形成具有一定結(jié)合強(qiáng)度涂層的工藝方法。零件表面，形成具有一定結(jié)合強(qiáng)度涂層的工藝方法。1.類(lèi)型及特點(diǎn) 按提供熱源的不同，熱噴涂技術(shù)可分為火焰噴涂（含爆炸噴涂，超音速?lài)娡浚?、電弧噴涂、等離子噴涂、激光噴涂和電子束噴涂等。 特點(diǎn) （1）適用范圍廣。 （2）工藝簡(jiǎn)便，沉積快，生產(chǎn)效率高。 （3）設(shè)備簡(jiǎn)單，重量輕，移動(dòng)方便，不受場(chǎng)地限制 。（4）工件受熱影響小。 （5）涂層厚度可控制，薄者可以幾毫米，而且噴涂層系多孔組織，易存油，潤(rùn)滑性好。 返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)2.熱噴層材料熱噴層材料 噴涂材料有粉、線、帶和棒等不同形態(tài)，它們的成分是金屬、合金、陶瓷、金屬

12、陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位，種類(lèi)逾百種。線材與帶材多為金屬或合金（復(fù)合線材尚含有陶瓷或塑料）；棒料只有幾十種，多為氧化陶瓷。 3.熱噴涂技術(shù)的主要方法及設(shè)備熱噴涂技術(shù)的主要方法及設(shè)備 1）氧乙炔火焰粉末噴涂 返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)o 氧氧乙炔火焰粉末噴涂設(shè)備與一般氣焊設(shè)備大體乙炔火焰粉末噴涂設(shè)備與一般氣焊設(shè)備大體相似，主要包括噴槍、氧氣和乙炔供給裝置以及相似，主要包括噴槍、氧氣和乙炔供給裝置以及輔助裝置等。輔助裝置等。 返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)2）電弧噴涂）電弧噴涂 返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)3）等離子噴涂等離子噴涂返回節(jié)

13、目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)4.熱噴涂工藝熱噴涂工藝1）準(zhǔn)備工作（1）確定噴涂層的厚度 （2）確定涂層材料 （3）確定噴涂參數(shù) 2）工件表面處理的預(yù)處理（1）凹切 （2）基體表面的清理 （3）表面粗化 （4）非噴涂部位表面的防護(hù) 3）噴涂（1）噴前預(yù)熱 （2）噴結(jié)合層 （3）噴涂工作層 （4）噴后工件冷卻 4）噴涂后處理 封孔、機(jī)械加工等工序。返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)5熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用 （1）修復(fù)舊件，恢復(fù)磨損零件的尺寸，如機(jī)床主軸、曲軸、凸輪軸軸頸，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸以及機(jī)床導(dǎo)軌和溜板等經(jīng)熱噴涂修復(fù)后，既節(jié)約鋼材，又延長(zhǎng)壽命，還大大減少備件庫(kù)存。（

14、2）修補(bǔ)鑄造和機(jī)械加工的廢品，填補(bǔ)鑄造裂紋，如修復(fù)大鑄件加工完畢時(shí)發(fā)現(xiàn)的砂眼、氣孔等。（3）制造和修復(fù)減磨材料。對(duì)鑄造和沖壓出來(lái)的軸瓦上以及在合金已脫落的瓦背上，噴涂一層“鉛青銅”或“磷青銅”等材料，就可以制造和修復(fù)減磨材料的軸瓦。這種方法不僅造價(jià)低，而且含油性能強(qiáng)，并大大提高其耐磨性。（4）噴涂特殊的材料，可得到耐熱或耐腐蝕等性能的涂層。返回節(jié)目錄4.6 熱噴涂修復(fù)技術(shù)熱噴涂修復(fù)技術(shù)5熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸嚴(yán)重磨損后的修復(fù)為例 （1）噴涂前軸頸的表面處理（2）噴涂（3）噴涂后的處理返回節(jié)目錄4.7 焊接修復(fù)技術(shù)焊接修復(fù)技術(shù)0.定義定義 通過(guò)加熱或加壓或兩者并用，用或不用

15、填充材料，借助于金屬原子擴(kuò)散和結(jié)合使分離的材料牢固的連接在一起的加工方法 。 根據(jù)提供的熱能的不同方式，焊接可分為電弧焊、氣焊和等離子焊等；按照焊接的工藝和方法不同，又可分為補(bǔ)焊、堆焊、噴焊和釬焊等。 1.補(bǔ)焊 1）鋼制零件的補(bǔ)焊：修復(fù)裂紋和補(bǔ)償磨損尺寸。 （1）低碳鋼零件的可焊性良好，補(bǔ)焊時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施。（2）中、高碳鋼零件，由于鋼中含碳量的增加，焊接接頭容易產(chǎn)生焊縫內(nèi)的熱裂紋，熱影響區(qū)內(nèi)由于冷卻速度快而產(chǎn)生的低塑性淬硬組織引起的冷裂，焊縫根部由于氫的滲入而引起的氫化裂紋等。返回節(jié)目錄4.7 焊接修復(fù)技術(shù)焊接修復(fù)技術(shù)2）鑄鐵件的補(bǔ)焊鑄鐵件的補(bǔ)焊 鑄鐵件的補(bǔ)焊分為熱焊和冷焊兩種

16、，需根據(jù)外形、強(qiáng)度、加工性、工作環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)條件等特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 3）有色金屬的補(bǔ)焊）有色金屬的補(bǔ)焊 機(jī)械設(shè)備中常用的有色金屬有銅及銅合金、鋁及鋁合金等。因?yàn)樗鼈兊膶?dǎo)熱性高、線膨脹系數(shù)大、熔點(diǎn)低，高溫狀態(tài)下脆性大、強(qiáng)度低，很容易氧化，所以焊性差，補(bǔ)焊比較復(fù)雜、困難。 返回節(jié)目錄4.7 焊接修復(fù)技術(shù)焊接修復(fù)技術(shù)2堆焊堆焊1）堆焊的特點(diǎn)）堆焊的特點(diǎn)（1）堆焊層金屬與基本體金屬有很好的結(jié)合強(qiáng)度，堆焊層金屬具有很好的耐磨性和耐蝕性。（2）堆焊形狀復(fù)雜的零件時(shí)，對(duì)基本金屬的熱影響最小，防止焊件變形和產(chǎn)生其他缺陷。（3）可以快速得到大厚度的堆焊層，生產(chǎn)率高。2）堆焊方法）堆焊方法 幾乎所有熔焊方法均可用于堆

17、焊，目前應(yīng)用于最廣的有手工電弧焊、氧乙炔焰堆焊、振動(dòng)堆焊、埋弧堆焊、等離子堆焊等。 返回節(jié)目錄4.7 焊接修復(fù)技術(shù)焊接修復(fù)技術(shù)3噴焊噴焊 噴焊是在噴涂基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。噴焊是在噴涂基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。1）噴焊用自熔性合金粉末： 以鎳、鈷、鐵為基材的合金，其中添加適量硼和硅元素，起脫氧造渣焊接熔劑的作用，同時(shí)能降低合金熔點(diǎn) 2）氧乙炔火焰噴焊：火焰粉末噴焊和等離子粉末噴焊 。（1）噴焊工藝 與噴涂大體相似，包括噴前準(zhǔn)備、噴粉和重熔、噴后處理等幾個(gè)步驟。（2）影響噴焊層質(zhì)量的因素 1）合金的熔點(diǎn)； 2）涂層熔融后對(duì)基體表面的潤(rùn)滑； 3）工件材質(zhì)的適應(yīng)性。 返回節(jié)目錄4.7 焊接修復(fù)技術(shù)焊接修復(fù)技術(shù)4.釬

18、焊釬焊 采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，把它放在焊件連接處一同加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用熔化后的液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材產(chǎn)生擴(kuò)散作用而將分離的兩個(gè)焊件連接起來(lái)的這種焊接方法稱(chēng)為釬焊。 釬焊分為硬釬焊和軟釬焊。 機(jī)修中常見(jiàn)的有鑄鐵件的黃銅釬焊（硬釬焊）和鑄鐵導(dǎo)軌的錫鉍合金釬焊（軟釬焊）。 鑄鐵拔叉的黃銅釬焊修復(fù)（實(shí)例）返回節(jié)目錄4.8 粘接修復(fù)技術(shù)粘接修復(fù)技術(shù) 借助膠黏劑把相同或不同的材料連接成為一個(gè)連續(xù)牢固整體的方法稱(chēng)為粘接，也稱(chēng)為膠結(jié)或粘合 。1.粘接的特點(diǎn)粘接的特點(diǎn) 適應(yīng)性廣，粘接反應(yīng)溫度低，簡(jiǎn)便易行，重量輕，接頭密封、隔熱、絕緣、防腐、防振以及導(dǎo)電、導(dǎo)磁

19、，防止電化學(xué)腐蝕等，但不耐高溫、強(qiáng)度不高、難檢測(cè)質(zhì)量有的易燃有毒、壽命短。2.粘接機(jī)理粘接機(jī)理 包括表面浸潤(rùn)、膠黏劑分子向被粘物表面移動(dòng)、擴(kuò)散和滲透，膠黏劑與被粘物形成物理和機(jī)械結(jié)合等問(wèn)題。3.膠黏劑膠黏劑 （1）基料 （2）填料 （3）增韌劑 （4）固化劑 （5）稀釋劑 （6）穩(wěn)定劑 返回節(jié)目錄4.8 粘接修復(fù)技術(shù)粘接修復(fù)技術(shù)4膠黏劑的選用膠黏劑的選用（1）依據(jù)被粘接零件材料和接頭形態(tài)特征 （2）根據(jù)粘接的目的和用途選用。 （3）根據(jù)粘結(jié)劑的使用環(huán)境選用。 （4）明確膠接接頭承載形式 （5）根據(jù)工藝上的可能性選擇。 （6）根據(jù)膠黏劑的經(jīng)濟(jì)性選用。 5.粘接工藝粘接工藝 粘接施工前的準(zhǔn)備基材表面處理配膠涂膠與晾置對(duì)合固化卸去工裝清理檢查加工。返回節(jié)目錄4.8 粘接修復(fù)技術(shù)粘接修復(fù)技術(shù)6應(yīng)用應(yīng)用（1）用結(jié)構(gòu)膠粘接修復(fù)斷裂件。（2）用于補(bǔ)償零件的尺寸磨損。（3）用于零件的密封堵漏、鑄件砂眼、孔洞等可用膠劑填空堵塞。（4）以粘代焊、代鉚、代螺、代固等。（5）用于零件的防松緊固。（