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文檔簡介

1、1.產品再制造中常用表面技術產品再制造中常用表面技術再制造技術重點實驗室再制造技術重點實驗室.2.3.(3) 和制造新品相比,再制造產品的成本低于和制造新品相比,再制造產品的成本低于50%,節(jié)能節(jié)能60%,節(jié)材節(jié)材70%,對環(huán)境的不利影響低于,對環(huán)境的不利影響低于80%。在拉動經濟增長、安排就業(yè)以及企業(yè)增效等方面發(fā)在拉動經濟增長、安排就業(yè)以及企業(yè)增效等方面發(fā)揮著重要作用。揮著重要作用。(4) 中國再制造的特色在于積極開發(fā)表面技術、攻中國再制造的特色在于積極開發(fā)表面技術、攻克零件壽命評估難題,著力提高舊件利用率,使之克零件壽命評估難題,著力提高舊件利用率,使之對循環(huán)經濟的貢獻更大。對循環(huán)經濟的貢

2、獻更大。(5) 發(fā)展再制造產業(yè),不僅寫入了發(fā)展再制造產業(yè),不僅寫入了中華人民共和中華人民共和國循環(huán)經濟促進法國循環(huán)經濟促進法,而且列入了,而且列入了“十二五十二五”規(guī)劃規(guī)劃綱要,還被國家選定為戰(zhàn)略性新興產業(yè)。綱要,還被國家選定為戰(zhàn)略性新興產業(yè)。4. . 表面工程在產品再制造中的地位作用表面工程在產品再制造中的地位作用整機壽命的整機壽命的“短板短板”是部分損傷的零件;是部分損傷的零件;損傷零件的損傷零件的“短板短板”是個別失效的表面;是個別失效的表面;表面常見失效形式:磨損、腐蝕;表面常見失效形式:磨損、腐蝕;對零件表面失效的治理,在整機再制造中工作量最對零件表面失效的治理,在整機再制造中工作量

3、最 大、而且對整機性能以及壽命的影響最為關鍵;大、而且對整機性能以及壽命的影響最為關鍵;表面工程的功能是:恢復尺寸、恢復表面性能或改善表面工程的功能是:恢復尺寸、恢復表面性能或改善 表面性能。表面性能。木桶效應木桶效應5.3. 表面工程技術體系表面工程技術體系改變基質材料成分,達到改善性能的目的,不附加膜層。改變基質材料成分,達到改善性能的目的,不附加膜層。表面工程技術體系表面改性表面改性表面處理表面處理表面涂覆表面涂覆復合表面技術復合表面技術納米表面工程技術納米表面工程技術不改變表面材質成分,只改變基質材料的組織結構及應不改變表面材質成分,只改變基質材料的組織結構及應力,達到改善性能的目的,

4、不附加膜層。力,達到改善性能的目的,不附加膜層。如:離子注入、化學熱處理等。如:離子注入、化學熱處理等。如:表面淬火、表面變形處理、表面納米化加工等。如:表面淬火、表面變形處理、表面納米化加工等。在基質材料表面上制備涂覆層,涂覆層的材料成分、組在基質材料表面上制備涂覆層,涂覆層的材料成分、組織、應力按照需要制備???、應力按照需要制備。如:電鍍、電刷鍍、化學鍍、氣相沉積、熱噴涂、堆焊、熔覆、如:電鍍、電刷鍍、化學鍍、氣相沉積、熱噴涂、堆焊、熔覆、粘涂、涂裝等。粘涂、涂裝等。綜合運用多類、多種表面工程技術。綜合運用多類、多種表面工程技術。如:熔覆如:熔覆+噴涂;納米化加工噴涂;納米化加工+滲擴;粘

5、涂滲擴;粘涂+電刷鍍等。電刷鍍等。以傳統(tǒng)表面工程技術為基礎,通過引入納米材料、納米以傳統(tǒng)表面工程技術為基礎,通過引入納米材料、納米技術改善表層性能。技術改善表層性能。如:納米電刷鍍、納米熱噴涂、納米熔覆、納米粘涂等。如:納米電刷鍍、納米熱噴涂、納米熔覆、納米粘涂等。6. 常用表面工程技術常用表面工程技術 4.1 堆焊與熔覆堆焊與熔覆7母母 材材fB熔覆材料(絲熔覆材料(絲材、粉材)材、粉材)熱源熱源電?。坏入x電??;等離子?。患す馐?;電阻子弧;激光束;電阻絲等絲等熔覆層截面熔覆層截面熔覆金屬的面積熔覆金屬的面積f f;母材熔化區(qū)面積母材熔化區(qū)面積 B B稀釋率稀釋率原原 理理 : 在某種熱源作用

6、下,使熔覆材料和母材熔化,構成在某種熱源作用下,使熔覆材料和母材熔化,構成 合金化熔池,經冷卻結晶形成覆層。合金化熔池,經冷卻結晶形成覆層。 B大于零,稱為堆焊,大于零,稱為堆焊, B趨于零,稱為熔覆。趨于零,稱為熔覆。 稀釋率反映熔覆材料的合金成分被母材的沖淡情況。稀釋率反映熔覆材料的合金成分被母材的沖淡情況。. 電弧堆焊,包括手工焊條堆焊電弧堆焊,包括手工焊條堆焊/藥芯焊絲自動堆焊藥芯焊絲自動堆焊/絲絲材或帶材埋弧堆焊等。擅長堆焊大面積、大厚度,設材或帶材埋弧堆焊等。擅長堆焊大面積、大厚度,設備購置費約備購置費約3萬元。萬元。 等離子弧噴焊。擅長在規(guī)則形面上制備耐熱合金層,等離子弧噴焊。擅

7、長在規(guī)則形面上制備耐熱合金層, 設備購置費約設備購置費約70萬元。萬元。 激光熔覆。擅長在復雜形面上制備合金層,設備購置激光熔覆。擅長在復雜形面上制備合金層,設備購置 費約費約100萬元。萬元。分分 類類 :8.適用條件適用條件 :1. 零件磨損量大。零件磨損量大。2. 零件服役工況惡劣。零件服役工況惡劣。3. 零件可焊性要好(無裂紋、不易變形、應力?。?。零件可焊性要好(無裂紋、不易變形、應力?。?。4. 涂層與基體冶金結合,結合強度大于涂層與基體冶金結合,結合強度大于500 MPa 級。級。5. 能用于承受交變負荷的表面。能用于承受交變負荷的表面。施工要領施工要領 : 1. 熔覆層合金化設計(

8、影響表面性能、可焊性及后續(xù)熔覆層合金化設計(影響表面性能、可焊性及后續(xù) 加工性能)加工性能)2. 復合表面技術的運用復合表面技術的運用9.堆焊后的立磨磨輥堆焊后的立磨磨輥立磨磨輥輥面堆焊現(xiàn)場立磨磨輥輥面堆焊現(xiàn)場10.堆焊后的連鑄輥堆焊后的連鑄輥裝配后的連鑄輥裝配后的連鑄輥11.大型閥門密封面大型閥門密封面 等離子噴焊機等離子噴焊機 錐面噴焊錐面噴焊大型柴油機氣閥密封面噴焊大型柴油機氣閥密封面噴焊電站高壓閘閥電站高壓閘閥 密封面噴焊密封面噴焊.13用激光仿形熔覆技術恢復轉用激光仿形熔覆技術恢復轉子的尺寸及表面性能子的尺寸及表面性能 石化設備中的螺桿壓縮機陰石化設備中的螺桿壓縮機陰陽轉子發(fā)生大面積

9、擦傷陽轉子發(fā)生大面積擦傷 再制造后的螺桿壓縮機轉子副再制造后的螺桿壓縮機轉子副 . 激光熔覆再制造截齒激光熔覆再制造截齒激光熔覆不銹鋼立柱激光熔覆不銹鋼立柱激光強化刮板機中部槽激光強化刮板機中部槽14.15二級動葉片典型的損傷狀態(tài) 二級動葉片激光熔覆過程 熔覆層加工后的二級動葉片 噴涂耐磨涂層后的二級動葉片 .4.2 熱噴涂熱噴涂氣體氣體熱噴涂技術原理示意熱噴涂技術原理示意16. 高速電弧絲材噴涂高速電弧絲材噴涂。溫度。溫度5 0006 000 ,粒速,粒速100 300 ms-1,擅長制備常用合金涂,擅長制備常用合金涂 層,設備購置費約層,設備購置費約 3.5 萬元。萬元。 等離子弧粉末噴涂

10、等離子弧粉末噴涂。溫度。溫度10 00015 000 ,粒速,粒速100 400 ms-1,擅長制備陶瓷涂層,設備購置費約,擅長制備陶瓷涂層,設備購置費約 89 萬元。萬元。 超音速燃氣粉末噴涂超音速燃氣粉末噴涂。溫度。溫度3 100 ,粒速,粒速300500 ms-1,擅長制備金屬陶瓷,如,擅長制備金屬陶瓷,如 WC/Co 涂層涂層,設備購,設備購 置費約置費約 100 萬元。萬元。.適用條件:適用條件:1. 補償尺寸一般為補償尺寸一般為12 mm,最大可達,最大可達10 mm。2. 外圓和平面的噴涂面積可大可小,內圓孔徑需大于外圓和平面的噴涂面積可大可小,內圓孔徑需大于150 mm,沉積效

11、率,沉積效率110 kg/n。3. 基體溫度低于基體溫度低于300 ,工件不易變形。,工件不易變形。可加入硬質粉末或納米粉末用于改善表面性能。可加入硬質粉末或納米粉末用于改善表面性能。 涂層與基體結合機理以機械咬合為主,輔助涂層與基體結合機理以機械咬合為主,輔助 擴散結合、物理結合,結合強度擴散結合、物理結合,結合強度3090 MPa級級。6. 常用于零件上與滾動軸承內、外圈配合的表面,常用于零件上與滾動軸承內、外圈配合的表面, 密密封件配合表面,滑動摩擦面,不宜用于受交變負荷封件配合表面,滑動摩擦面,不宜用于受交變負荷的表面。的表面。施工要領:施工要領: 1. 表面預處理(凈化、粗化)表面預

12、處理(凈化、粗化) 2. 噴涂材料選擇及噴涂工藝參數優(yōu)化噴涂材料選擇及噴涂工藝參數優(yōu)化18.19.20高速電弧噴涂箱體自動化操作高速電弧噴涂箱體自動化操作.新建造油污水監(jiān)測處理船新建造油污水監(jiān)測處理船電弧噴涂電弧噴涂666666獵潛艇長效防腐獵潛艇長效防腐用高速電弧噴涂制備艦船防腐涂層用高速電弧噴涂制備艦船防腐涂層21.22.用高速電弧噴涂制備艦船甲板防滑涂層用高速電弧噴涂制備艦船甲板防滑涂層23.對活塞頂部和排氣管用等離子噴涂制備隔熱涂對活塞頂部和排氣管用等離子噴涂制備隔熱涂層層.25.電刷鍍原理電刷鍍原理4.3 電刷鍍電刷鍍26.適用條件:適用條件: 補償尺寸:理想為補償尺寸:理想為0.2

13、 mm一下,最大一下,最大3 mm(需多層夾(需多層夾 心心 鍍)。鍍)。2. 外圓和平面鍍積面積可大可小。內孔以鍍筆能伸入、外圓和平面鍍積面積可大可小。內孔以鍍筆能伸入、 鍍液易流動為原則。鍍液易流動為原則。 鍍積尺寸便于控制,如快速鎳沉積率鍍積尺寸便于控制,如快速鎳沉積率0.510 m /min, 設備上有安培小時計。設備上有安培小時計。 基體溫度常溫態(tài),零件不變形?;w溫度常溫態(tài),零件不變形。 通過選擇鍍積金屬或添加納米顆粒來調節(jié)表面性能通過選擇鍍積金屬或添加納米顆粒來調節(jié)表面性能。 鍍層與基體屬外延式聯(lián)生結晶,結合強度鍍層與基體屬外延式聯(lián)生結晶,結合強度300 MPa級。級。 常用于零

14、件上與滾動軸承內外圈的配合面、密封件配合常用于零件上與滾動軸承內外圈的配合面、密封件配合 面、花鍵側面等,不宜用于受交變負荷的表面。面、花鍵側面等,不宜用于受交變負荷的表面。8. 便于現(xiàn)場施鍍,便于對設備局部解體施鍍。便于現(xiàn)場施鍍,便于對設備局部解體施鍍。施工要領:施工要領: 1. 表面預處理要求高(凈化、活化)。表面預處理要求高(凈化、活化)。 2. 正確選擇鍍液及規(guī)范。正確選擇鍍液及規(guī)范。 3. 鍍后一般磨削加工或打磨鍍后一般磨削加工或打磨27. 空軍某部利用納米電刷鍍技術再制造蘇空軍某部利用納米電刷鍍技術再制造蘇-XX飛機發(fā)動機壓氣飛機發(fā)動機壓氣機葉片,并已通過空軍裝備部組織的機葉片,并已通過空軍裝備部組織的300小時臺架考核和專家組小時臺架考核和專家組鑒定。該技術已被空軍批準用于飛機發(fā)動機零部件的批量再制造,鑒定。該技術已被空軍批準用于飛機發(fā)動機零部件的批量再制造,已創(chuàng)造經濟效益已創(chuàng)造經濟效益7500 萬元以上。萬元以上。 28.29. 在自動化專機上應用電刷鍍技術再制造發(fā)動機連桿,鍍層厚度0.

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