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机械零件磨损的冷修复技术
发布时间:2015-2-1 15:04:19
    随着制造工业和铸造工业的发展,各类各型钢类电机、风机、泵、叶轮、转子等的应用越来越广泛。在很多工业生产中,工件通过曲轴、直轴、偏心轴、活塞杆、缸体和机身内孔等的高速转动或者高速运动进行工作,实现工业生产的需要。工件因为高速转动或者高速运动,其磨损的频率和磨损的成度也越来越高。在现代工业中,对工件磨损的修复势在必行,通过修复使工件能尽快投入工作,使工厂尽快投入生产,减少损失,同时由于维修费用比购置新件的费用低很多,可以大大降低设备成本,从而提高工厂的生产效益。由于钢类工件的特性和曲轴复杂的结构,在修复工件中根据不同的维修原理、维修技术和维修手段,维修的效果存在很大的差异。

  现在工业的高速发展,对维修技术的发展和完善起到了巨大的推动作用,维修技术日新月异,维修工艺也越来越成熟。任何一台转动设备只要它转动工作就会产生磨损,尤其是一些大型转子的磨损,使机床停机,因为缺乏备品备件,从而造成生产停顿,直接影响企业生产的进行,造成巨大的经济损失。这就要求能及时得到有效的修复,使它能尽快转动起来。因而对曲轴、直轴、偏心轴、活塞杆、缸体和机身内孔进行维修就显得十分必要。尤其对引进的转轴或者大型转子,购买费用大多在几十万到上千万美元,在许多行业中,这些设备均处于关键的工作岗位,若出现故障后不及时维修或者采用不好的维修技术,就会造成较大的经济损失。磨损工件维修不仅是保障企业正常生产的前提,目前很多企业已经把对各类工件进行修复后再使用作为提高企业效益的一个重要途径。磨损工件的维修已经成为一门专门的学科,受到很多注重节省成本的企业家的亲睐,在很多大中企业中受到广泛使用。

  目前维修市场流行的维修技术,因为采用的维修原理、维修技术和维修手段的差异,维修效果存在很大的差距,修复后使用效果也完全不同,有的结合度达不到要求、有的硬度达不到要求、有的耐磨度达不到要求、有的光洁度差,使维修后工件使用寿命极低。尤其是用高温技术修复的工件还会产生热应力和变形,造成直接不能使用或者报废。

  机械零件磨损的冷修复技术就克服了其他修复技术的弊端,有效提高了磨损工件修复的结合度、硬度、耐磨度、光洁度,修复后的磨损工件还不会产生热应力和变形,使用寿命优于新件。

1、转动工件的特点

  目前世界上各型钢类电机、风机、泵、叶轮、转子等各类转子种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于工业用途的基本要求和工程设计的思路。有的通过曲轴转动传递能量,有的通过直轴传递能量,有的通过偏心轴传递能量,有的通过活塞杆、缸体和机身内孔运动传递能量。然而无论哪种转子,它们的基本特点是十分相似的。

  一般转动工件转动部位的主要特点是:硬度要求高,因为一旦转动部位高速转动,硬度不够容易磨损,造成工件转动失灵;有较高耐磨度,其工作环境要求它具有在高速、高温下工作,要有很好的耐磨度;耐高温,工件在高速转动中将产生很高的温度,要求转动部位不能产生热应力和变形,否则直接影响工件的转动,造成工件不能正常工作,影响生产。

2、磨损工件的冷修复原理

(1)磨损工件维修要重点解决的问题

  转动工件磨损后的修理一直是维修领域的一个难题,维修后要确保工件能正常转动,即必须要解决好几个问题:一是维修材料与原工件材料结合力要好,否则在工件高速转动时容易脱落失效;二是维修材料的硬度要好,才能经得起高速转动的需要;三是维修材料的耐磨度要好,确保修复后较长的使用寿命;四是在维修过程中不能使工件产生热应力和变形,影响工件转动;五是要能对磨损严重的工件进行修复,在大厚度修复的同时还要解决好很高的结合力,确保修复效果。

(2)磨损工件的冷修复技术

  所谓的冷修复技术,就是在常温条件下,用化工的方式,将铁合金分子结合到工件的磨损部位来进行工件修复的一种技术。这种冷修复技术来源于前苏联的军工技术,在32-35°常温条件下,用交直流化工的方式,将十几种金属合金分子吸附在工件磨损部位,达到修复的目的。铁合金分子的主要含量是铁,是修复表面的主要元素,其中的锰可以有效提高修复的硬度,钒钛可以提高修复的光洁度和耐磨性,钴可以进一步提高修复的耐磨度,镁可以提高修复的结合度和硬度等,铁合金分子元素含量的不同对形成合金的硬度、耐磨度和光洁度影响很大,尤其是元素比列大小对合金性质影响更大,我们经过多年研究实验,已经完全掌握了关键技术,形成一套独特的铁合金配方。用铁合金技术修复磨损工件,使修复部位的光洁度、硬度、结合度和耐磨度都非常好,而且不产生热应力和变形。

(3)冷修复工艺流程

  第一步 除疲劳层油泥

  接到用户的维修要求后,应尽可能直接与用户联系,以便尽快地获取现场信息、现场情况及故障信息。如工件种类型号、工作时间、磨损程度、磨损部位、原生产厂、工作环境和技术指标、用户现场有无备件等。据此科学组织工件的修复。接到工件后组织对工件疲劳层的油泥进行清除,清除工作必须干净彻底,油泥清除不干净会降低修复结合度。

  第二步 检查工件同心度

  检查工件同心度是对工件磨损情况进行诊断,找出磨损部位的真实程度,确定修复方案。这个过程的关键是诊断,即对磨损工件中心线有没有偏移,找到哪一面磨损偏厚哪一面磨损偏薄,这是磨损修复的重要一步。

  第三步 去除工件金属疲劳层

工件由于长期在高温高速下转动,其表面除了磨损外还产生一定厚度的疲劳层,疲劳层对修复的结合度和修复后的耐磨度都会有影响,所以必须干净去除。

  第四步 清洗工件

  清洗工件是进行磨损修复的直接准备,做到干净清洁,为化工铁合金修复做好准备。

  第五步 铁合金分子吸附,修复工件所需尺寸

  在32-35°常温条件下,采用交直流,用化工方法将铁合金分子吸附到磨损部位,达到修复工件的目的。这个阶段主要是控制好温度,随时检测合金元素的变化,及时进行元素的调整,确保合金元素比列的稳定。

  第六步 工件打磨抛光

  铁合金分子吸附到磨损部位后,其厚度要比要求的技术尺寸略大些,便于工件打磨抛光的需要。打磨抛光是修复的初加工,将工件进行初步打磨到符合修复初加工需要。

  第七步 恢复到工件要求的技术指标

  工件修复好以后,就进入工件修复的最后一道工序,在高精度机床上对工件进行精加工,按工件要求的技术指标进行磨削,达到客户对工件的使用要求,这一阶段一定要精雕细琢,不能有丝毫的误差。

3       磨损工件冷修复后的技术指标

(1)颜色:修复部位呈光洁的银白色。

(2)硬度:修复部位硬度高达HRC45-60,比45号钢更硬。

(3)结合度:修复部位结合层的结合度高达4210.5Kg∕c㎡。

(4)耐磨性:相对耐磨性高达150%。

(5)无热应力,不变形。

(6)使用寿命:修复后工件的使用寿命优于新件。

4、磨损工件冷修复技术的先进性

(1)常温条件修复技术。在常温下对磨损工件进行修复,克服了粉末喷涂、激光和堆焊修复技术因为高温而产生热应力和工件变形的问题。

(2)采用化工技术。常温条件下,用交直流化工的方式,将十几种铁属合金分子吸附在工件磨损部位,达到修复的目的。化工的方式使结合更容易,结合更有力,完全优于粉末喷涂、激光和堆焊和激光修复技术。

(3)合金工艺。铁合金分子的主要含量是铁,是修复表面的主要含量,其中的锰可以有效提高修复的硬度,钒钛可以提高修复的光洁度和耐磨性,钴可以进一步提高修复的耐磨度,镁可以提高修复结合度和硬度等。采用分子结合修复,使修复部位结合度非常高,远远优于电刷镀和粉末喷涂修复的结合度。采用分子吸附工艺,可以对磨损严重的工件进行修复,最大维修磨损可大28mm,远远高于电刷镀、堆焊、镀铬和粉末喷涂的修复厚度。

(4)独家技术、独特配方。铁合金分子元素含量的不同对形成合金的硬度、耐磨度和光洁度影响很大,尤其是元素比列大小对合金性能产生的影响更大,我们经过多年研究实验,已经完全掌握了关键技术,形成一套独特的铁合金配方。独家的溶液配方使磨损工件修复后硬度高,耐磨性好。硬度高于电刷镀和堆焊技术修复,耐磨度高于其他修复技术。

5、磨损工件冷修复技术的实用性

(1)修复后工件的性能优于新件。冷修复后工件的结合度,硬度和耐磨度都比原件的要好。

(2)修复后工件使用寿命优于新件。

(3)维修费用低,节约设备成本,实用性强。修复后工件的使用寿命优于新件,延长设备更换的周期。同时由于维修费用相对于购置新件低很多,可以大大地为企业节约设备成本,提高了企业效益。

6、维修主要对象及主要设备

(1)水泥厂:球磨机电机JR158-8 380转子,罗茨风机,立窑卸料调速电机,破粹机等

(2)化工厂:磁力泵,高速细磨粉粹机,二烯泵,煤气鼓风机,冷冻机,污泥处理凸轮转子,污水泵,杂质泵,电机转子等。

(3)钢铁厂:离心风机,鼓风机,锅炉通引风机,防爆防腐风机,炉尾高温风机,轴流风机,排尘离心通风机,高温风机,混流通风机,罗茨风机,平衡机转子,水泵叶轮平衡机,空调压缩机转子,滚轴等。

(4)水电厂:高、低压空压机,水轮机,发电机空气冷却器,发电机组推力轴承,水轮机轴承,电动机轴承,发电机转子等。

(5)火电厂:锅炉,汽轮机,发电机,一次风机,离心式风机,送风机,引风机,磨煤机,炉水循环泵,汽轮机的转动部分(主轴,叶轮,叶片,联轴器),凝结泵,发电机转子,电机,高中低压转子等

 7、服务承诺

(1)可免费试修一个小的工件,验证比较。

(2)按厂方要求的时间和技术指标完成。

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