第4章机械零件修复技术

1、第四章第四章 机械零件修复技术机械零件修复技术 4.2金属扣合技术金属扣合技术4.3工件表面强化技术工件表面强化技术4.4塑性变形修复技术塑性变形修复技术4.5 电镀修复技术电镀修复技术4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术4.1概述概述返回章目录4.8粘接修复技术粘接修复技术4.7焊接修复技术焊接修复技术4.9 零件修复技术的选择零件修复技术的选择4.1 概述概述 0零件修复的意义（目的）零件修复的意义（目的） 提高维修质量、节约资源、缩短停修时间和降低维修费用的有效措施。提高维修质量、节约资源、缩短停修时间和降低维修费用的有效措施。 1.1.机械零件修复技术的特点机械零件修复技术的特点 ：1

2、）减少制造工时，节约原材料。）减少制造工时，节约原材料。2）减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设备利用率。）减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设备利用率。3）减少备件储备，提高资金的利用率。）减少备件储备，提高资金的利用率。4）利用新技术修复旧件还可以提高零件某些性能）利用新技术修复旧件还可以提高零件某些性能 。返回节目录4.1 概述概述 2.修复的类型修复的类型 返回节目录4.2 金属扣合技术金属扣合技术 0定义定义 利用扣合件的塑性变形或热胀冷缩的性质将损坏的零件连接起来，利用扣合件的塑性变形或热胀冷缩的性质将损坏的零件连接起来，以达到修复零件裂纹或断裂的目的。以达到修

3、复零件裂纹或断裂的目的。 1.技术特点：技术特点：o整个工艺过程完全在常温下进行，排除了热变形的不利因素。整个工艺过程完全在常温下进行，排除了热变形的不利因素。o操作方法简便，不许特殊设备，可完全采用手工作业，便于现场就地修操作方法简便，不许特殊设备，可完全采用手工作业，便于现场就地修理工作，具有快速修理的特点。理工作，具有快速修理的特点。o波形槽分散排列，扣合件（波形槽）分层装入，逐步某击，避免了应力波形槽分散排列，扣合件（波形槽）分层装入，逐步某击，避免了应力集中。集中。返回节目录4.2 金属扣合技术金属扣合技术2扣合类型扣合类型1）强固扣合法）强固扣合法 （特点、应用及实施）（特点、应用

4、及实施）2）强密扣合法）强密扣合法 （特点、应用）（特点、应用）3）优级扣合法）优级扣合法 （特点、应用）（特点、应用）4）热扣合法）热扣合法 （特点、应用）（特点、应用）返回节目录4.3 工件表面强化技术工件表面强化技术 0.定义定义 采用某种工艺手段，通过材料表层的相变、改变表层的化学成分、改变表层采用某种工艺手段，通过材料表层的相变、改变表层的化学成分、改变表层的应力状态以及提高工件表面的冶金质量等途径来赋予机体材料本身所不具备的的应力状态以及提高工件表面的冶金质量等途径来赋予机体材料本身所不具备的特殊力学、物理和化学性能，从而满足材料及其制品使用要求的一种技术。特殊力学、物理和化学性能

5、，从而满足材料及其制品使用要求的一种技术。 1.表面形变强化表面形变强化 （原理及实施）（原理及实施）2.表面热处理强化表面热处理强化 （原理及实施）（原理及实施）3.三束表面改性技术（激光束、离子束、电子束） （拓展：技术发展概述）（拓展：技术发展概述）返回节目录4.4 塑性变形修复技术塑性变形修复技术0定义定义 利用金属或合金的塑性变形性能，使零件在一定外力作用的条件下改变其几利用金属或合金的塑性变形性能，使零件在一定外力作用的条件下改变其几何形状而不损坏。何形状而不损坏。 1.镦粗法 （原理及应用）2.挤压法（原理及应用）3.扩张法（原理及应用）4.校正法 （冷校、热校） （原理及应用）

6、返回节目录4.5 电镀修复技术电镀修复技术0电镀（定义及作用）电镀（定义及作用） 应用电化学的基本原理，在含有欲镀金属的盐溶液中，以被镀基体金属作为为阴极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基本金属表面上沉淀，形成牢固覆盖层的一种表面加工技术。 可补偿零件表面磨损； 能改善零件的表面性质：提高耐磨性如镀铬、镀铁，提高防腐能力如镀锌、镀铬等，形成装饰性镀层如镀铬、镀银等以及特殊用途，如防止渗碳用的镀铜、提高表面导电性的镀银等； 可以改善润滑条件。 返回节目录4.5 电镀修复技术电镀修复技术1.概述概述1）电镀原理及影响质量的因素）电镀原理及影响质量的因素2）预处理及后处理）预处理及后处理3

7、）电镀金属）电镀金属（1）镀铬）镀铬（2）镀铜）镀铜（3）镀铁）镀铁返回节目录4.5 电镀修复技术电镀修复技术2.电刷镀电刷镀 电镀的一种特殊方式，不用镀槽，只需在不断供应电解液的条件下，用一支镀笔在工件表面上进行擦拭，从而获得电镀层，所以又被称为无槽镀或涂镀。 1）基本原理、特点及应用）基本原理、特点及应用 电化学沉积过程特点：（1）设备简单，操作灵活。（2）结合强度高。 （3）工件加热温度低，通常小于70，不会影响变形和金相变化。 （4）镀层厚度可以控制，控制精度为10%。 （5）沉积速度快。（6）适用材料广。（7）操作安全，对环境污染小。 在航空、船舶、机电、电子、化工、汽车、机械、冶金

8、以致文物保护部门都得到广泛应用，并已取得明显的经济效益。 返回节目录4.5 电镀修复技术电镀修复技术2）工艺参数）工艺参数（1）工作电压和电流（2）阴、阳极相对速度（3）镀液和工作温度（4）镀液的洁净3）电刷镀设备）电刷镀设备 电刷镀设备由电刷镀电源、刷镀笔和辅助装置组成。4）电刷镀溶液）电刷镀溶液 返回节目录4.5 电镀修复技术电镀修复技术5）电刷镀工艺 电刷镀工艺过程包括工件表面准备阶段、电刷镀阶段和镀后处理阶段。工件表面准备阶段又包括机械准备、电净处理、活化处理。电刷镀阶段包括镀底层和镀工作层。6）电刷镀缺陷（镀层剥离 ）（1）工件和镀液温度太低 工件和镀液温度太低，而选用的电压和电流又

9、太大，造成镀层应力过大。 措施：用温水浸泡加热工件，镀液加热到50，起镀时用低电流刷镀，然后逐渐增大电流。（2）电流脉冲太大 镀平面时，因操作不当，总停留在一处或总在一处起镀，使工件多次承受大电流脉冲；夹持偏心或阳极与工件周期性地在某固定部位挤压接触，产生较大电流脉冲；停车或起车时，阳极与工件并未脱离也能造成大的脉冲电流。 措施：针对不同的产生原因，采用不同的措施。返回节目录4.5 电镀修复技术电镀修复技术（3）工件和镀层氧化氧化的原因较多，如工序间停顿时间太长、极性用错等。措施：工序间应紧凑、不中断；勤换笔，防止工件温升太大；极性一旦用错，一定要重新活化等。（4）工件阳极相对运动速度低在刷镀

10、有划痕、擦伤、凹坑等局部缺陷的工件时，由于阳极移动受限制，工件一阳极相对运动速度低，产生过热、结合力低等缺陷，容易造成镀层剥离。措施：使用SDB-4型旋转刷镀笔或其他方法刷镀。（5）其他原因阳极混用，造成交叉污染；工件边缘未倒角；疲劳层未除去等。措施：针对不同的原因，分别处理。 返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术0热喷涂热喷涂 利用电弧、离子弧燃烧的火焰将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔利用电弧、离子弧燃烧的火焰将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融状态，在高速气流推动下，喷涂材料被雾化并以一定速度射向预处理过的基体融状态，在高速气流推动下，喷涂材料被雾化并以一定速度射向

11、预处理过的基体零件表面，形成具有一定结合强度涂层的工艺方法。零件表面，形成具有一定结合强度涂层的工艺方法。1.类型及特点 按提供热源的不同，热喷涂技术可分为火焰喷涂（含爆炸喷涂，超音速喷涂）、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂和电子束喷涂等。 特点 （1）适用范围广。 （2）工艺简便，沉积快，生产效率高。 （3）设备简单，重量轻，移动方便，不受场地限制 。（4）工件受热影响小。 （5）涂层厚度可控制，薄者可以几毫米，而且喷涂层系多孔组织，易存油，润滑性好。 返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术2.热喷层材料热喷层材料 喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属

12、陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位，种类逾百种。线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有陶瓷或塑料）；棒料只有几十种，多为氧化陶瓷。 3.热喷涂技术的主要方法及设备热喷涂技术的主要方法及设备 1）氧乙炔火焰粉末喷涂 返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术o 氧氧乙炔火焰粉末喷涂设备与一般气焊设备大体乙炔火焰粉末喷涂设备与一般气焊设备大体相似，主要包括喷枪、氧气和乙炔供给装置以及相似，主要包括喷枪、氧气和乙炔供给装置以及辅助装置等。辅助装置等。 返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术2）电弧喷涂）电弧喷涂 返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术3）等离子喷涂等离子喷涂返回节

13、目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术4.热喷涂工艺热喷涂工艺1）准备工作（1）确定喷涂层的厚度 （2）确定涂层材料 （3）确定喷涂参数 2）工件表面处理的预处理（1）凹切 （2）基体表面的清理 （3）表面粗化 （4）非喷涂部位表面的防护 3）喷涂（1）喷前预热 （2）喷结合层 （3）喷涂工作层 （4）喷后工件冷却 4）喷涂后处理 封孔、机械加工等工序。返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术5热喷涂技术的应用热喷涂技术的应用 （1）修复旧件，恢复磨损零件的尺寸，如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴颈，电动机转子轴以及机床导轨和溜板等经热喷涂修复后，既节约钢材，又延长寿命，还大大减少备件库存。（

14、2）修补铸造和机械加工的废品，填补铸造裂纹，如修复大铸件加工完毕时发现的砂眼、气孔等。（3）制造和修复减磨材料。对铸造和冲压出来的轴瓦上以及在合金已脱落的瓦背上，喷涂一层“铅青铜”或“磷青铜”等材料，就可以制造和修复减磨材料的轴瓦。这种方法不仅造价低，而且含油性能强，并大大提高其耐磨性。（4）喷涂特殊的材料，可得到耐热或耐腐蚀等性能的涂层。返回节目录4.6 热喷涂修复技术热喷涂修复技术5热喷涂技术的应用热喷涂技术的应用以发动机曲轴严重磨损后的修复为例 （1）喷涂前轴颈的表面处理（2）喷涂（3）喷涂后的处理返回节目录4.7 焊接修复技术焊接修复技术0.定义定义 通过加热或加压或两者并用，用或不用

15、填充材料，借助于金属原子扩散和结合使分离的材料牢固的连接在一起的加工方法 。 根据提供的热能的不同方式，焊接可分为电弧焊、气焊和等离子焊等；按照焊接的工艺和方法不同，又可分为补焊、堆焊、喷焊和钎焊等。 1.补焊 1）钢制零件的补焊：修复裂纹和补偿磨损尺寸。 （1）低碳钢零件的可焊性良好，补焊时一般不需要采取特殊的工艺措施。（2）中、高碳钢零件，由于钢中含碳量的增加，焊接接头容易产生焊缝内的热裂纹，热影响区内由于冷却速度快而产生的低塑性淬硬组织引起的冷裂，焊缝根部由于氢的渗入而引起的氢化裂纹等。返回节目录4.7 焊接修复技术焊接修复技术2）铸铁件的补焊铸铁件的补焊 铸铁件的补焊分为热焊和冷焊两种

16、，需根据外形、强度、加工性、工作环境、现场条件等特点进行选择。 3）有色金属的补焊）有色金属的补焊 机械设备中常用的有色金属有铜及铜合金、铝及铝合金等。因为它们的导热性高、线膨胀系数大、熔点低，高温状态下脆性大、强度低，很容易氧化，所以焊性差，补焊比较复杂、困难。 返回节目录4.7 焊接修复技术焊接修复技术2堆焊堆焊1）堆焊的特点）堆焊的特点（1）堆焊层金属与基本体金属有很好的结合强度，堆焊层金属具有很好的耐磨性和耐蚀性。（2）堆焊形状复杂的零件时，对基本金属的热影响最小，防止焊件变形和产生其他缺陷。（3）可以快速得到大厚度的堆焊层，生产率高。2）堆焊方法）堆焊方法 几乎所有熔焊方法均可用于堆

17、焊，目前应用于最广的有手工电弧焊、氧乙炔焰堆焊、振动堆焊、埋弧堆焊、等离子堆焊等。 返回节目录4.7 焊接修复技术焊接修复技术3喷焊喷焊 喷焊是在喷涂基础发展起来的。喷焊是在喷涂基础发展起来的。1）喷焊用自熔性合金粉末： 以镍、钴、铁为基材的合金，其中添加适量硼和硅元素，起脱氧造渣焊接熔剂的作用，同时能降低合金熔点 2）氧乙炔火焰喷焊：火焰粉末喷焊和等离子粉末喷焊 。（1）喷焊工艺 与喷涂大体相似，包括喷前准备、喷粉和重熔、喷后处理等几个步骤。（2）影响喷焊层质量的因素 1）合金的熔点； 2）涂层熔融后对基体表面的润滑； 3）工件材质的适应性。 返回节目录4.7 焊接修复技术焊接修复技术4.钎

18、焊钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作钎料，把它放在焊件连接处一同加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用熔化后的液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材产生扩散作用而将分离的两个焊件连接起来的这种焊接方法称为钎焊。 钎焊分为硬钎焊和软钎焊。 机修中常见的有铸铁件的黄铜钎焊（硬钎焊）和铸铁导轨的锡铋合金钎焊（软钎焊）。 铸铁拔叉的黄铜钎焊修复（实例）返回节目录4.8 粘接修复技术粘接修复技术 借助胶黏剂把相同或不同的材料连接成为一个连续牢固整体的方法称为粘接，也称为胶结或粘合 。1.粘接的特点粘接的特点 适应性广，粘接反应温度低，简便易行，重量轻，接头密封、隔热、绝缘、防腐、防振以及导电、导磁

19、，防止电化学腐蚀等，但不耐高温、强度不高、难检测质量有的易燃有毒、寿命短。2.粘接机理粘接机理 包括表面浸润、胶黏剂分子向被粘物表面移动、扩散和渗透，胶黏剂与被粘物形成物理和机械结合等问题。3.胶黏剂胶黏剂 （1）基料 （2）填料 （3）增韧剂 （4）固化剂 （5）稀释剂 （6）稳定剂 返回节目录4.8 粘接修复技术粘接修复技术4胶黏剂的选用胶黏剂的选用（1）依据被粘接零件材料和接头形态特征 （2）根据粘接的目的和用途选用。 （3）根据粘结剂的使用环境选用。 （4）明确胶接接头承载形式 （5）根据工艺上的可能性选择。 （6）根据胶黏剂的经济性选用。 5.粘接工艺粘接工艺 粘接施工前的准备基材表面处理配胶涂胶与晾置对合固化卸去工装清理检查加工。返回节目录4.8 粘接修复技术粘接修复技术6应用应用（1）用结构胶粘接修复断裂件。（2）用于补偿零件的尺寸磨损。（3）用于零件的密封堵漏、铸件砂眼、孔洞等可用胶剂填空堵塞。（4）以粘代焊、代铆、代螺、代固等。（5）用于零件的防松紧固。（