2.减速机齿轮的修复
某减速机齿轮一端齿部撕裂,另外两齿齿面有点蚀坑,深达2mm。先清洗损坏表面,并用小磨头打磨,露出纯净金属表面;用506焊条堆补断齿,然后用修磨工具精修成型至小于图纸要求0.4mm;用Ni35粉以“二步法”进行喷熔;精修打磨至样板要求。
3.铁路钢轨的喷熔修复
铁路钢轨在车轮的长期作用下造成磨损、擦伤、掉块等缺陷,缺陷的存在增大了作用于钢轨的附加动压力,相应地增大了对轨道结构的破坏,加速了钢轨的残余变形,这些不仅增加了钢轨的维修工作量,缩短大修周期,而且严重威胁行车安全,因此对钢轨缺陷应及时修复。
应用“一步法”氧一乙炔火焰喷熔技术,用铁基自熔性合金粉末进行喷熔处理,其硬度约为HRC30,线膨胀系数为13.5〔×10—6(/℃)],与钢轨基材的物理性能相近。
(2)真空熔结技术的应用
1.熔结涂层与应用
(1)耐磨耐蚀涂层。
1)航空工业:火焰筒、涡轮叶片、导向叶片等;
2)冶金工业:线材轧辊、型钢轧辊、轧管机滑道、无缝管穿管机顶头、导卫板、塔轮、压瓦、钳口等;
3)化工工业:滑阀导轨、聚丙烯造粒机模板、各种规格的机械密封环等;
4)汽车工业:内燃机排气门、挺杆、凸轮、汽车消音器、汽车反应器等;
5)机械工业:造粒机的环模、平模与压辊、液压泵的配油盘、粉碎机的锤片和衬板、输送机的螺旋轴和叶片、切割机的刀片、采煤机的截齿等;
6)模具工业:金属板材的冲剪模和冲压模,耐火砖、玻璃、橡胶、塑料与玻璃钢的成形模,压煤机的压煤辊等。
(2)多孔润滑涂层。高功率内燃机需要一种多孔性的活塞环,既耐磨又有一层润滑油膜可以减少摩擦。在He气保护下用截面为8mm×8mm的12kW激光束,熔结在活塞环工作面凹槽内的70%Mo、18.8%Cr3C2、5%Ni、1.2%Cr、5%Si涂层合金,所得涂层的强度和结合力均很好。由于Si的挥发,使涂层外表面形成多孔海绵体,而深部仍为致密的硬质碳化铬耐磨涂层。
(3)增加比表面积的涂层。氯碱电解槽的电极板既要求耐腐蚀又要求有极大的比表面积以降低电解槽的电压。炉熔法先熔结一层全包覆连续致密的CoCrW合金涂层,起到耐腐蚀的作用。再在较低温度下熔结一层含铬较高而粗糙的NiCrBSi涂层,比表面积可增加3倍以上。
2.熔结成型与应用
熔结成型是离开基体材料,在耐火托板或坩埚内把自熔性合金粉直接熔结成矩形、圆柱形或半球形的各种耐磨镶块,然后再在较低温度下把镶块熔结焊接在工件的特定部位上,成为一种复合金属的耐磨件。这种两步熔结法的好处是可以得到最佳硬度与最佳尺寸的耐磨镶块,并彻底避免了“稀释”问题。
3.熔结钎焊与应用
用真空炉熔法,以自熔性合金粉为钎焊合金,把两个或两个以上的金属条或金属镶块钎接成一个冶金结合的整体,而成为一种复合金属件,可以获得令人满意的效果。如饲料粉碎机用的采锤片与冲击柱,生产无缝钢管用的穿管机顶头等都是用这种方法制造的。锤片与冲击柱是45号钢与NiCrBSi合金镶块的复合,顶头是3Cr2W8或H13热作模具钢与Mo块的复合。
4.熔结封孔与应用
在石油化工中,许多在高压下使用的不锈钢铸件或焊件,往往因本身不够致密,有许多毛细孔或微观缝隙等缺陷,造成漏气渗液而无法使用。将工件表面清洗干净,放在真空熔结炉中,熔结一层Ni基或Co基自熔性合金涂层,可以完全密封住所有的表观和微观缺陷。
5.熔结修复与应用
涂层、钎接与封孔诸功能不仅可以制造新件也可以修复已经磨损或断裂的旧件。所以真空熔结又具备一种非常实用的修复功能。如涡轮发动机的火焰筒,聚丙烯造粒机模板,颗粒饲料机的环模与平模及压辊等贵重部件,当其工作部位被磨损之后,都可以用炉熔涂层技术使被磨损部位再生,修旧新,从而获得极高的技术经济效益。如火焰筒再生后,由于涂层合金的抗氧化及耐火焰冲刷性能要比高温合金优越得多,使得再生火焰筒的使用寿命达到新火焰筒的4倍。当55Cr钢压辊的辊齿被磨损后,用硬度更高的NiCrBSi涂层合金使辊齿再生,使用寿命比新件提高了12倍之多。再生的聚丙烯造粒机模板的使用寿命与新件相当,但造价只及新件的1/10。有些压模如成型火车窗窗框的玻璃钢压模,无论在制造过程或使用过程中,使模具表面产生了许多凹凸不平或划伤、裂缝或缺角等表面缺陷,均可用熔结涂层法一次补平,再经过磨床磨光之后,即可整旧如新。有些重要的冲模如纺织机械上凸轮的冲压模,因使用不慎而脆断后,以熔结钎接方法亦可使断脱部分重新复位而完全恢复使用。
重要的耐火砖压模或钢管厂滑道,表面已被磨损2—3mm,超差报废,用真空熔结涂层方法可顺利补齐模具尺寸,并获得比新模具更高的硬度和更长的使用寿命。
6.真空熔结修复零件举例
采用Ni—Cr—B—Si—81A涂层合金修复的气门阀面,能适应柴油机排气门的高温、磨损及燃气腐蚀的工作条件。其修复工艺过程是:
(1)排气门阀面进行预加工,并用丙酮清洗干净。
(2)将Ni—Cr—B—Si—81A粉末与松香油调和成膏涂于阀面凹槽处,在80℃的烘箱中烘干(约3h)。
(3)修整外形。
(4)进行熔结加热和冷却:7×10-5MPa
熔结温度:1080—1100℃,加热时间:7min(室温—400℃加热3min,400—1080℃加热4min)。
(5)冷却时间:30min(随炉冷却)。
(6)机械加工。
低真空熔结修复气门阀面,其外观整齐,光滑且加工余量小。实践证明,修复排气门的使用寿命高于新品件。
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