设备维修新技术.ppt

1、设备维修新技术,讲 座,第一讲 纳米减摩与自修复技术 第二讲 快速粘接堵漏技术 第三讲 快速贴体封存技术 第四讲 划伤快速修复技术 第五讲 纳米固体润滑技术 第六讲 纳米电刷镀修复技术 第七讲 高速电弧喷涂技术 第八讲 电子装备快速清洗技术 第九讲 无电焊接技术,主要内容,第一讲纳米减摩与自修复技术,一、概述,摩擦磨损是装备部件失效的三种最主要形式之一而磨损一般起始于早期的轻度表面微损伤，因此，对磨损表面的微损伤进行原位修复一直是维修工作者不断追求的目标。纳米减摩与自修复技术则是一种集润滑与修复功能于一体，有效降低摩擦、减小磨损、避免表面微损伤的动态自修复技术。,第一讲纳米减摩与自修复技术,一

2、、概述,纳米减摩与自修复技术的主要特点： 对表面微损伤进行原位动态自修复 预防或抑制部件的失效 不需要拆卸部件修复 纳米减摩与自修复技术不仅可以对装备表面微损伤(如发动机、齿轮、轴承等磨损表面的微损伤)进行自修复，预防装备部件的失效，极大地延长装备的使用寿命，还将通过影响和改进传统的润滑方式而节省润滑与燃料成本。因此，具有重要的经济意义。, 中国最大的资料库下载,第一讲纳米减摩与自修复技术,二、纳米减摩与自修复技术的基本原理,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,1纳米减摩添加剂在不同油品中的摩擦学性能,耐磨性:M2在液体石蜡、16#油和15W/30油中磨斑直径（mm)

3、分别降低了42%、56%和19%。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,1纳米减摩添加剂在不同油品中的摩擦学性能,减摩性:M2在不同油品中均显示了良好的减摩性，在液体石蜡、16#坦克油和15W/30油中，摩擦系数分别降低了50%、49%和33%。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,2修复性能,M2在摩擦试验后，试块重量不仅没有减少，而且出现了增重现象，其他3个配方的失重也非常小，这说明所研制的配方具有良好的修复功能。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,3高温摩擦学性能,高温抗磨性:M6和M4在120oC下具有很好

4、的抗磨性能。与16#油比较，M6和M4的磨损分别降低了56%和55%。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,3高温摩擦学性能,高温减摩性能：从图可以看出，4个配方的减摩性均较16#油的减摩性有所改善，其减摩性顺序为M2M6M3M4。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,4纳米减摩与自修复添加剂的台架试验,对自行研制的纳米减摩与自修复添加剂M6与其他添加剂M3和MJ进行300摩托小时的加速强化发动机台架试验.图中给出了16#机油和三种不同添加剂作用下主轴颈、铜套、汽缸等部件的磨损与试验时间的关系。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修

5、复添加剂的性能,4纳米减摩与自修复添加剂的台架试验,(1)主轴颈 与16#机油比较，三种添加剂对主轴颈都具有较为显著的抗磨效果，主轴颈的磨损随试验时间的延长呈增加的趋势，其中在300摩托小时后M6添加剂的磨损量比16#坦克机油的磨损量减低了7倍。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,4纳米减摩与自修复添加剂的台架试验,(2)铜套 三种添加剂对铜套都有抗磨作用，特别是M6添加剂在整个试验中基本处于“零磨损”状态。,第一讲纳米减摩与自修复技术,三、纳米减摩与自修复添加剂的性能,4纳米减摩与自修复添加剂的台架试验,(3)汽缸 三种添加剂抗磨顺序为M6MJM3,M6添加剂在3

6、00h试验后的磨损量比16#机油的磨损降低近4倍。,第一讲纳米减摩与自修复技术,四、纳米减摩与自修复添加剂使用方法,1将机油箱内不能使用的旧油倒干净，如机油可使用，则不需更换机油； 2将发动机发动运行，使发动机的油温达到正常情况下； 3使用修复添加剂前，用力上下摇几下，然后在机油箱中添加机油的5的纳米添加剂； 4发动机不熄火，运行30min后使用效果最佳； 5经过一段时间的使用，如发现机箱中机油不到正常位置，可添加机油到正常位置。,第二讲快速粘接堵漏技术,一、概述,一些大型的车辆、工程机械、液体输送管道等，在使用过程中，由于管道老化、腐蚀、故障等原因，常常会导致管路渗漏或崩裂，严重影响设备的安

7、全运行。因此，采用快速粘接堵漏技术迅速止住泄漏，对于设备的安全运行，特别是大型、不允许停机的设备，具有重要的意义。,第二讲快速粘接堵漏技术,二、快速粘接堵漏技术的特点,快速粘接堵漏技术的特点是在消除泄漏过程中，不影响生产过程的正常进行，如不用升降温度，不用降低压力，可以在不动火，甚至在绝大多数场合不用电的情况下，便可在现场完成消除泄漏的任务。其显著优点在于： 安全可靠性 方便快捷性 经济适用性,第二讲快速粘接堵漏技术,三、快速粘接堵漏材料及应急维修箱,按粘接堵漏材料材料的状态分为三类：,固体密封,液体密封,半流体密封,粘接堵漏材料,第二讲快速粘接堵漏技术,三、快速粘接堵漏材料及应急维修箱,粘接

8、堵漏材料的组成,胶粘剂,催化固化剂,功能填料,辅助材料,第二讲快速粘接堵漏技术,三、快速粘接堵漏材料及应急维修箱,粘接堵漏材料的性能,第二讲快速粘接堵漏技术,四、快速粘接堵漏的主要方法,楔入堵漏法的工艺步骤,1楔入堵漏法 2 注胶堵漏法 3 顶压粘接法 4 螺栓紧固法 5 引流法 6 磁力压固法 7 快速粘贴法,注胶填塞粘接堵漏法过程示意图,图3,快速粘贴法是将预先制好的浸胶玻璃布,对准泄漏处迅速按上,可自然固化,也可采用紫外线照射加速固化.(图略),第二讲快速粘接堵漏技术,五、粘接堵漏技术在典型环境中的应用举例,1低压环境下的瞬间粘接堵漏,1）将漏处周围尽可能除锈去污，有薄油层或水层无妨。

9、2）将A胶和B胶按一定的比例充分调匀备用。,3）将组分C用堵漏棉纱均匀展开于护手膜上（也可铺于一般塑料膜上）,第二讲快速粘接堵漏技术,五、粘接堵漏技术在典型环境中的应用举例,1低压环境下的瞬间粘接堵漏,1）将漏处周围尽可能除锈去污，有薄油层或水层无妨。 2）将A胶和B胶按一定的比例充分调匀备用。,3）将组分C用堵漏棉纱均匀展开于护手膜上（也可铺于一般塑料膜上）,第二讲快速粘接堵漏技术,五、粘接堵漏技术在典型环境中的应用举例,1低压环境下的瞬间粘接堵漏,4）将已调好的胶液倾倒于堵漏棉纱上。,5）迅速按堵在漏处。,第二讲快速粘接堵漏技术,五、粘接堵漏技术在典型环境中的应用举例,2管道泄漏的修复,涂

10、敷粘接堵漏剂,螺钉拧进螺孔,钻孔,堵漏处的加固补强,第三讲快速贴体封存技术,一、概述,快速贴体封存技术就是利用可剥涂料在装备(或零件)表面形成可剥离涂层，使装备(或零件)封闭起来利于保存的技术。实施贴体封存具有如下三方面的优势： 操作简单，不拆卸物件，启封方便。 适应能力强，不需另外包装。 具有多种功能，应用范围广。,第三讲快速贴体封存技术,二、贴体封存材料及封存箱,1. 贴体封存涂料 全军装备维修表面工程研究中心开发的贴体封存涂料，是由分子结构不含不饱和双键的高分子聚合物作为成膜物质，再加入多种辅料配制而成的一种溶剂型的可剥涂料，其突出优点是：在常温下，用简单的浸、刷、喷涂工艺，将涂料涂覆到

11、要保护的物件表面，即可快速地形成高强度、弹性好、致密而绝缘的胶膜。该胶膜具有优良的密封性、防腐性、绝缘性和可剥性,第三讲快速贴体封存技术,二、贴体封存材料及封存箱,2. 封存用防护布 对形状复杂的物件在封存作业中，如果单纯使用可剥性涂料，因涂层在固化过程中的收缩较大会在物件凹面处出现涂层脱粘、裂纹等缺点。为此专门设计了封存用防护布，可用涂料将剪好的防护布粘贴于物件有凹陷、鼓包、孔洞或缝隙等处。,封存用防护布,第三讲快速贴体封存技术,三、普通封存工艺,1封存前的表面预处理：清洁除油、干燥及 除锈。 2涂覆前的准备工作： 1)固定活动零部件 2)放置缓蚀剂 3)放置干燥剂 4)放置湿度指示纸和湿度

12、指示剂 5)密封物体表面的孔、洞、缝隙,第三讲快速贴体封存技术,三、普通封存工艺,3涂覆方法:封存涂料涂覆于物体表面可以采用刷涂、浸涂或空气喷涂。 4. 封存防护布的贴封方法: a.按装备外形结构特点，将防护布裁剪成一定规格的若干个模块。 b.将封存涂料喷涂到装备外表面。 c.将防护布模块对应贴到装备的相应部位上。,第四讲划伤快速修复技术,一、概述,根据摩擦表面划伤程度不同，可采用不同的修复技术。如比较严重的划伤，可以采用堆焊、微区脉冲点焊修复技术等表面工程技术，比较轻微的划伤可以采用电刷镀技术，在要求快速简单的工作环境下可使用高分子合金填补技术。本讲仅对高分子合金填补修复技术和微区脉冲点焊修

13、复技术做介绍。,第四讲划伤快速修复技术,二、高分子合金填补修复技术,划伤快速高分子合金填补修复技术是指以高分子聚合物与一些特殊功能填料（如石墨、二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维）组成的复合材料涂敷于零件表面实现特定用途（如耐磨、抗蚀、绝缘、导电、保温、防辐射等）的一种表面技术。修复材料以其品种多、原料丰富、价格低廉、密度小、绝缘性好、导热低、优异的耐腐蚀性、独特的多功能性以及加工方便灵活等特点，在表面工程技术中有着极其广泛的应用。,第四讲划伤快速修复技术,二、高分子合金填补修复技术,1. 高分子合金填补材料组成,高分子合金填补材料组成,成膜物,固化剂,功能填料,辅助材料,作用是使填补剂与被修

14、补基体表面间产生牢固的结合力。,根据填补剂的作用不同，可选用不同功能的填料，强化耐磨、减摩作用。,与成膜物中的活性基团发生化学反应，形成网状立体聚合物，把填料包络在网状体之中，形成三向交联结构。,辅助材料的作用是改善填补剂涂层的性能，如韧性、抗老化性能等。,第四讲划伤快速修复技术,二、高分子合金填补修复技术,2. 高分子合金填补材料种类,高分子合金填补材料种类,通用划伤高分子填补剂 耐磨划伤填补剂 减摩划伤填补剂 防腐划伤填补剂 高温划伤填补剂,第四讲划伤快速修复技术,二、高分子合金填补修复技术,3. 划伤快速修补方法,划伤快速修补方法,划伤表面预处理 配制填补剂 填补,第四讲划伤快速修复技术

15、,三、微区脉冲点焊修复技术,修复原理及设备,微区脉冲点焊的设备又称工模具修补机，焊接修补时，将工模修补机的负极接工件，在经预处理的待修表面覆以补材（可以是薄片、细丝、粉末），手握阳极并施以合适的压力接触补材，工模修补机输出高能电脉冲，在阳极压点这一微区的补材与工件基体间产生高温并使局部金属熔化，从而实现微区焊接。,第四讲划伤快速修复技术,三、微区脉冲点焊修复技术,工模具修补机,修复原理及设备,第四讲划伤快速修复技术,三、微区脉冲点焊修复技术,2 修补材料,常用的材料有片材、丝材和粉末材料。 片材主要用于均匀磨损部位的修补，材质1Cr18Ni9Ti、65Mn，其厚度0.100.30mm。 丝材主

16、要用于沟槽等部位修补，材质有0.5mm的Ni80、HC-4、Ni625和316L等。 粉材主要用于特形表面棱边等部位修补，材质有Ni35、Ni60等。,第四讲划伤快速修复技术,三、微区脉冲点焊修复技术,3 修复方法,先对工件进行焊前准备，可用小型手砂轮去除修复表面的锈点或损伤层，清理后用丙酮仔细清洗。可选用不同合金粉末。采用带磁头的阳极工具吸满粉末后压紧修复表面，连通脚踏开关，滚动阳极工具，沿棱边方向焊补。,棱边修复方式,第五讲纳米固体润滑技术,一、固体润滑技术,固体润滑技术是利用粘结剂对基体表面优良的粘结能力把分散在粘结体系中的固体润滑剂粘结到摩擦部件的表面上，以降低其摩擦与磨损的一种新型润

17、滑技术。但是普通固体润滑干膜在重载工况下耐磨性较差，限制了其发展。随着纳米技术的发展，科研人员结合纳米材料所具有的独特性能对原有的固体润滑干膜技术进行技术创新，制得了纳米固体润滑干膜，取得了令人满意的效果。,第五讲纳米固体润滑技术,二、纳米固体润滑干膜,表面活性高的纳米粉材与固体润滑干膜中有机成份结合，均匀分散于涂层表面，这样在软基体上弥散分布了无数硬质点，提高了膜层的耐磨性和抗挤压能力；同时纳米粒子高的表面活性使其与基体的吸附能力和对润滑膜中有机分子的亲和力增强，膜的强度提高，抗剥离性能增加。,1纳米固体润滑干膜的作用机理,第五讲纳米固体润滑技术,二、纳米固体润滑干膜,（1）纳米固体润滑干膜

18、涂层比较薄（约15m），可以用到几乎所有的摩擦部件上而不需要改变部件的尺寸。,2纳米固体润滑干膜的特点,（2）与常规油脂润滑相比，纳米固体润滑干膜涂层可在高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化还原和强辐射等环境条件下有效的润滑。,第五讲纳米固体润滑技术,二、纳米固体润滑干膜,（3）纳米固体润滑干膜涂层适用于多种类型材质的底材，且不随时间发生变化和流动，可以作为频繁起动和长期不动偶尔起动的机械零部件的润滑材料。 （4）纳米固体润滑干膜涂层不仅具有突出的摩擦学性能，而且具有优良的防腐蚀性能和动密封性能，还能起到防止机械振动和减少机械噪音的作用。,第五讲纳米固体润滑技术,二、纳米固体润滑干膜,（5）

19、纳米固体润滑干膜涂层除使用于金属部件外，还适用于普通润滑油脂难以润滑的工程塑料、橡胶、木质材料、纤维材料和陶瓷材料部件等，解决这些材料部件的摩擦学问题。 （6）与油脂润滑相比，粘结固体润滑涂层的修补工艺比较复杂，且不象油脂润滑那样具有冷却作用，一般不适用于高速运动的机械零部件。,第五讲纳米固体润滑技术,三、纳米固体润滑干膜涂敷工艺,1使用工具和设备,喷枪 无水、无油，干燥、 清洁的压缩气体 减压阀,第五讲纳米固体润滑技术,三、纳米固体润滑干膜涂敷工艺,2涂敷工艺过程 准备涂敷场地:涂敷现场应注意除尘，保持良好通风，工作时不应有粉尘等杂物落在工件表面。 工件预处理:对工件彻底除油除锈，处理后的工

20、件不允许用手触摸，并应在60min内喷涂干膜，否则应重新处理。,第五讲纳米固体润滑技术,三、纳米固体润滑干膜涂敷工艺, 喷涂: 喷剂：纳米固体润滑干膜材料的固体组分在储存过程中会发生沉淀现象，因此在使用前用洁净的玻璃棒或不锈钢棒必须充分搅拌均匀，搅拌和喷涂均应在室温（25）下进行. 喷枪：喷涂前应用有机溶剂（如丙酮）清洗喷枪，检查喷嘴有无堵塞。喷涂后，应彻底用有机溶剂清洗喷枪，以除去残留材料。 气源：用经过油水分离器的压缩空气或氮气进行喷涂.,第五讲纳米固体润滑技术,三、纳米固体润滑干膜涂敷工艺,喷膜：喷涂时应少量多次的将材料加到喷枪料斗中，并随时晃动喷枪，以防固体组分沉淀。每一次喷涂应得到良

21、好湿润均匀不流动的膜层，喷涂后的工件放在干燥通风处，按要求进行固化。固化前喷涂部位不得与任何物体接触。,第五讲纳米固体润滑技术,三、纳米固体润滑干膜涂敷工艺,(4)固化 将涂膜后的工件先在室温下放置23h表干后，放在烘干房内，升温至1003，保温30min，继续升温至1805，再保持6090min，尽量使烘干房内温度均匀，然后在烘干房内自然冷却至室温。固化后膜层不得划伤。,第五讲纳米固体润滑技术,四、纳米固体润滑干膜的应用,1. 应用领域,真空机械中 高低温条件下 高负荷条件下 防腐蚀、防污、防振和降噪方面,2. 填补零件表面的划伤沟槽、压坑,3. 强化零件表面,第六讲纳米电刷镀技术,4. 提

22、高零件表面导电性,在零件表面刷镀金、银、铜、铜钨合金等材 料，能显著改善零件表面的导电性能。 应用：印刷线路板、汇流铜排、电器接触点等。,第六讲纳米电刷镀技术,5. 提高零件的耐高温性能,电刷镀非晶态合金，如钴镍磷合金、镍磷合 金等，可大大改善零件的耐高温性能。,第六讲纳米电刷镀技术,6. 减小零件表面的摩擦系数,第六讲纳米电刷镀技术,7. 提高零件表面的防腐性能,第六讲纳米电刷镀技术,8 装饰零件表面,第六讲纳米电刷镀技术,电刷镀技术的新进展,1. 电刷镀镀层的抗接触疲劳性能 刷镀Ni-W(50)、致密快Ni镀层在中等载荷情况下能够承受一定的接触疲劳应力，Ni-W(50)镀层在0.02 mm

23、左右，具有较高的接触疲劳寿命。 致密快Ni镀层厚度小于0.08mm时，可以承受较大的接触疲劳应力，具有较高的疲劳寿命。 在高载荷情况下，镀层抗接触疲劳性能急剧下降，这时的赫兹压应力已超过了镀层的结合强度，裂纹扩展迅速，镀层沿滚道整圈剥落。,第六讲纳米电刷镀技术,2. 电刷镀非晶态镀层 在常温条件下，应用电刷镀的方法，使用Co-Ni-P系列合金刷镀液，可以获得非晶态镀层。 当温度低于300时，镀层保持非晶态结构，镀层的显微硬度值基本保持不变，随温度升高，显微硬度值增大，并于400时达到最大值(752HV0.05)。 温度高于400时，镀层产生再结晶，使显微硬度下降较快。 450以上，镀层的显微硬

24、度再次增大，可以认为是析出第二相(未知相)作用的结果。第二相的析出造成镀层的弥散强化，使硬度升高。,第六讲纳米电刷镀技术,3. 电刷镀复合镀层 复合镀层按其结构可分为层状镀层和弥散镀层。 层状镀层，是指由两种或几种金属元素依次沉积而形成的多层镀层。各层金属都具有本身的物理、化学和机械性能。 弥散镀层，是指在金属镀液中加入不溶性固体微粒。使这些固体微粒与金属镀液中的金属离子共沉积，并均匀地弥散在金属镀层中。,第六讲纳米电刷镀技术,4. 摩擦电喷镀技术 摩擦电喷镀使用专用金属阳极，工作时，阳极与工件保持一定距离，镀笔上的摩擦块紧贴工件表面。镀液以一定的压力从阳极上的诸多小孔中喷洒到工件表面上。镀液

25、中的金属离子在工件表面产生还原反应，金属离子获得电子还原成金属原子沉积结晶形成镀层。同时，镀笔上的摩擦块摩擦新形成的镀层，限制镀层晶粒的长大和镀层表面的氧化膜的形成，获得组织致密、晶粒细化、力学性能良好的镀层。,第六讲纳米电刷镀技术,5. 稀土元素在电刷镀技术中的应用 在电刷镀溶液中加入适量的稀土综合添加剂，形成稀土氢化物、稀土氧化物、稀土氮化物。稀土化合物的形成大大降低了镀层中气体元素的有害作用。 稀土氢化物可以减少氢致裂纹，提高镀层抗疲劳强度。 稀土氧化物，可消除分布在晶界上的微量杂质的有害作用，起到强化和稳定晶界的作用。 稀土氮化物，使氮化物以高度弥散的状态分布于镀层中，增加镀层的硬度、

26、强度、耐磨性和耐蚀性。 稀土元素的加入，能在镀层表面形成一层富稀土合金层，在大气中氧化，形成牢固的保护层，提高镀层的抗氧化和抗腐蚀能力。,第六讲纳米电刷镀技术,6. 电刷镀与其它表面技术的复合 表面工程的发展方向之一是对复合技术的研究应用，电刷镀技术也不例外。 电刷镀与热喷涂技术复合 电刷镀与钎焊技术复合 电刷镀与激光重熔技术复合 电刷镀与激光微精处理技术复合 电刷镀与粘涂技术复合 电刷镀与离子注入技术复合 电刷镀与减摩技术复合 复合绝不是两种技术的简单叠加，而是以最佳协同效应为目标，进行合理的镀层设计。,第六讲纳米电刷镀技术,第六讲纳米电刷镀技术,二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原理,（1

27、）纳米复合电刷镀镀液中含有大量纳米尺度的特定粒子，而特定粒子的存在并不显著影响镀液的性质和刷镀性能； （2）纳米复合电刷镀技术获得的复合镀层组织更致密、晶粒更细小，复合镀层显微组织特点为纳米粒子弥散分布在金属基相中，基相组织主要由微晶构成，并且含有大量纳米晶和非晶组织；,1 纳米复合电刷镀技术特点,第六讲纳米电刷镀技术,二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原理,1 纳米复合电刷镀技术特点,（3）纳米复合刷镀层的耐磨性能、高温性能等综合性能远远优于同种金属镀层； （4）根据加入的纳米粒子材料体系的不同，可以获得具有耐蚀、润滑减摩、耐磨等多种性能的复合涂层；,第六讲纳米电刷镀技术,二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原理,1 纳米复合电刷镀技术特点,（5）通过加入具有吸波（电磁波和红外波）、杀菌等特殊功能的纳米粒子材料，可以获得功能涂层； （6）纳米复合电刷镀技术比普通电刷镀技术的应用范围更加宽广。,第六讲纳米电刷镀技术,二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原理,电化学机理 共沉积机理 吸附机理 镶嵌机理,2 纳米复合电刷镀原理,第六讲纳米电刷镀技术,二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原