热喷涂法与堆焊法在轴类零件修复中的应用与对比分析
王志腾 柴保明 李文选 王 鹏
装备维修技术
摘 要：介绍了两种机械设备中轴类零件的修复方法，通过对某轴具体修复实例，分析两种方法的的不同特性及应用领域。
主题词：热喷涂 堆焊 轴 修复
0前言
在煤矿机械、工程机械、汽车制造等行业中大型设备轴类零件的故障屡见不鲜， 由于其结构尺寸较大且不易损坏， 发生故障后没有可替代轴可更换，除出现断裂等严重影响结构强度、尺寸的情况必须更换新轴， 对轴类零件的修复工作显得尤为重要。
轴类零件（包括轴、活塞杆等）根据故障现象的区别，修复方式也不一而同。轴类零件工作一段时间后，由于润滑不良或杂质进入铜套、轴承等与其配合处势必会出现不同程度的磨损， 对设备整体性能大打折扣，甚至给工程留下安全隐患。为避免不必要的资金浪费，对于一些主要故障如磨损、拉伤轴类零件是可以修复的。 轴类零件的尺寸修复主要包括三方面：尺寸精度、表面粗糙度及表面的物理机械性能。 本文就以某设备主轴的修复实例，介绍当前国内认同程度高，技术成熟的热喷涂法与堆焊法不同特性及应用领域。
1热喷涂法简介
热喷涂法修复过程一般为: 先在磨损表面上对表面喷涂修复层,然后对修复层进行机械加工。具体的修复工艺过程包括： 磨损处清洁处理；喷涂；修复层机械加工（包括车削加工与磨削加工）。热喷涂法的特点是条件准备充分的情况下， 无需等待时间，即时加工就可以完成修复。
1.1磨损处表面清洁及处理
磨损处表面清洁处理主要是为下一步热喷涂工序作准备， 防止轴类零件油污、 铁屑等杂质掺杂， 可用一些工业清洁剂后高温火焰燃烧的方法处理，即可达到喷涂的准备条件。
1.2喷涂
修复层一般用等离子喷涂、 氧—乙炔火焰喷涂、电弧喷涂等方法获得。 用粉末作喷涂材料,形成修复层。
1.3修复层的机械加工
修复后的零件要高于原配合尺寸， 需要进行车削或磨削以达到配合精度， 不同机械加工工艺能达到的粗糙度对比如表1-1所以，根据零件具体使用工况选择不同的加工工艺， 选择依据是轴类零件的硬度，一般来说，硬度小于HRC30的要选择车削，对于超过该硬度要选择磨削加工。
1.3.1 在削加工修复层
由于修复层表面硬度较高， 且修复表面不可能绝对光滑，内部会有一些高点或凹点，车削过程不连贯有振动，对刀具和操作者有一定隐患。故车削时对刀具几何参数和切削用量要十分谨慎，根据经验一般要按照表1-2，表1-3进行选择。
1.3.2 磨削加工修复层
由于修复层表面或内部不均匀，有高点，局部硬度大于HRC50， 在磨削过程中会对砂轮造成振动或跳动， 同时伴随热量散出， 不但影响砂轮寿命，且对修复层修复质量造成严重影响。砂轮中用于粘接磨料的东西称之为结合剂，砂轮的强度、抗冲击性、 耐热性及耐腐蚀能力主要决定于粘接的结合剂的性能。常用结合剂有陶瓷、橡胶、树脂、金属等， 对于修复热喷涂层是建议选择陶瓷作为结合剂的砂轮片，其主要性能如表1-4所示：
2堆焊修复法简介
所谓堆焊修复法就是在磨损、拉伤、不光洁的轴面使用先尽可能均匀的使用手工焊或气体保护焊等方法堆焊， 使焊接后尺寸明显大于原安装尺寸， 最后进行机械加工达到磨损前轴表面基本尺寸和光洁度的方法。堆焊法具体修复工艺为：表面清洁；堆焊；机械加工。
由于不同材料焊接后表面组织结构不同，焊接方法也不尽相同，有手工焊接、气焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊等。以工业常用的45#钢手工焊接为例，为便于下一步机械加工，常常采取类似正火的方式使堆焊表面在空气中自然冷却， 防止浸入溶液中淬火冷却，否则零件表面硬度很高，一般刀具很难加工。
堆焊修复法主要特点是修复简单， 一般单位便可自行修复，缺点是堆焊后正火冷却时间长，一般冷却6个小时以上方可加工。
3修复实例
以某公司液压整形机主轴（图3-1）为例，由于使用时间太长，负载很大，与轴表面配合处轴承内线架，缩短导轮与工件端面的距离，减少电极丝的抖动， 或者采取电极丝单方向运动加工的方法，或者采取在工件两端选取一定厚度的其他材料同时加工的办法等来提高加工表面粗糙度。
实际上， 电火花线切割加工表面与机械切削或磨削加工表面不同， 它是由无数小坑和光滑的小硬凸起所组成，有利于保存润滑油，因此在加工相同表面粗糙度的情况下， 减摩和耐磨性能均比机械切削或磨削加工表面好。 采用电火花线切割加工冲模时， 加工表面粗糙度允许按机械加工要求降低半级到一级，此外，电火花线切割加工，提高表面粗糙度与加工速度两项工艺指标是相互矛盾的，当使粗糙度提高一级时，加工速度将会降低几倍。因此必须合理选择加工表面粗糙度的等级，尽量获得较高的加工速度。
诸因素对加工精度、 表面粗糙度和加工精度的影响关系。 其中各因素的影响往往是相互依赖又相互制约的，在具体加工时，要综合考虑诸因素对工艺指标的影响， 充分发挥电火花线切割加工设备的作用。
参考文献略
|
