基于機(jī)械零件磨損修復(fù)技術(shù)的研究

董士平

摘要：機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中難免出現(xiàn)磨損、刮傷、變形等原因造成設(shè)備損壞不能得到合理應(yīng)用而失效，為達(dá)到設(shè)備科學(xué)應(yīng)用需要對(duì)機(jī)械設(shè)備采取合理且先進(jìn)的工藝對(duì)損壞部分進(jìn)行修復(fù)。因此，基于對(duì)機(jī)械設(shè)備修復(fù)技術(shù)的研究及應(yīng)用，有利于提高設(shè)備使用壽命，對(duì)設(shè)備恢復(fù)應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；磨損；修復(fù)

1.前言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備是推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)及催化劑，是當(dāng)前社會(huì)革新的先進(jìn)生產(chǎn)力。機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中由于維護(hù)不當(dāng)或長(zhǎng)期運(yùn)行易出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，損傷狀況多為配合間隙超標(biāo)，嚴(yán)重處呈現(xiàn)局部溝槽、表面燒焦變黑等現(xiàn)象，導(dǎo)致配合失效。隨著機(jī)電一體化，高速化，微電子化等科技的進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新，使得機(jī)械設(shè)備維護(hù)與修復(fù)更加寬廣，用于修復(fù)機(jī)械設(shè)備損壞的方法較多，如鉗工修復(fù)方法，機(jī)械修復(fù)法，焊修法，電鍍法，噴涂法，粘修法。在實(shí)際修復(fù)中可在經(jīng)濟(jì)允許，條件具備，盡可能滿足零件尺寸及性能的情況下，合理選用修復(fù)方法及工藝。

2.機(jī)械設(shè)備零件常見(jiàn)磨損類型

機(jī)械設(shè)備在工作過(guò)程中，摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象，磨損是摩擦的必然結(jié)果，機(jī)械設(shè)備中約有80%的零件因磨損而失效報(bào)廢。磨損是一種微觀和動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因機(jī)件間不斷地摩擦或因介質(zhì)的沖刷，其摩擦表面逐漸產(chǎn)生磨損，因此引起機(jī)件幾何形狀改變，強(qiáng)度降低，破壞了機(jī)械的正常工作條件，在這一過(guò)程中，零件不僅發(fā)生外形和尺寸的變化，而且會(huì)發(fā)生其他各種物理、化學(xué)和機(jī)械的變化，使機(jī)器喪失了原有的精度和功能。機(jī)械設(shè)備零件常見(jiàn)磨損類型主要有以下幾種：

2.1.黏著磨損

兩摩擦表面接觸時(shí)，由于表面不平，發(fā)生的是點(diǎn)接觸，在相對(duì)滑動(dòng)和一定載荷作用下，在接觸點(diǎn)發(fā)生塑性變形或剪切，使其表面膜破裂，摩擦表面溫度升高，嚴(yán)重時(shí)表面金屬會(huì)軟化或熔化，此時(shí)，接觸點(diǎn)產(chǎn)生黏著，然后出現(xiàn)黏著剪斷再黏著再剪斷的循環(huán)過(guò)程，形成黏著磨損。

2.2.磨料磨損

由于一個(gè)表面硬的凸起部分和另一表面接觸，或者在兩個(gè)摩擦面之間存在著硬的顆粒，或者這個(gè)顆粒嵌入兩個(gè)摩擦面的一個(gè)面里，在發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)后，使兩個(gè)表面中某一個(gè)面的材料發(fā)生位移而造成的磨損稱為磨料磨損。冶金機(jī)械的許多構(gòu)件直接與灰渣、鐵屑、礦石顆粒相接觸，都會(huì)發(fā)生不同形式的磨料磨損。

2.3.疲勞磨損

摩擦表面材料微觀體積受循環(huán)接觸應(yīng)力作用產(chǎn)生重復(fù)變形，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋和分離出微片或顆粒的磨損稱為疲勞磨損。如滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體表面、齒輪輪齒節(jié)圓附近、鋼軌與輪箍接觸表面等，常常出現(xiàn)小麻點(diǎn)或痘斑狀凹坑，就是疲勞磨損所形成。

2.4.腐蝕磨損

在摩擦過(guò)程中，金屬同時(shí)與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，使腐蝕和磨損共同作用而導(dǎo)致零件表面物質(zhì)的損失，這種現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。

2.5.微動(dòng)磨損

兩個(gè)接觸表面由于受相對(duì)低振幅振蕩運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的磨損叫做微動(dòng)磨損。它產(chǎn)生于相對(duì)靜止的接合零件上，因而往往易被忽視。微動(dòng)磨損的最大特點(diǎn)是在外界變動(dòng)載荷作用下，產(chǎn)生振幅很小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由此發(fā)生摩擦磨損。

3.機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)

失效的機(jī)械零件大部分都可以修復(fù)，尤其是磨損失效的零件，可以采用堆焊、熱噴涂和噴焊、電刷鍍等表面技術(shù)，不僅使修復(fù)后的機(jī)械零件滿足使用的技術(shù)要求，而且還能提高零件的某些性能，如耐磨性、耐腐蝕性等。對(duì)于機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)件，如氣缸蓋、機(jī)體等大型鑄件產(chǎn)生裂紋，可針對(duì)性地采用粘接技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。機(jī)械零件磨損修復(fù)主要有以下幾種方式：

3.1.鉗工修復(fù)

鉗工修復(fù)包括絞孔，研磨，刮研，鉗工修補(bǔ)。絞孔是為了能提高零件的尺寸精度和減少表面粗糙度值，主要用來(lái)修復(fù)各種配合的孔. 研磨是在工件上研掉一層極薄表面層的精加工方法，可得到較高的尺寸精度和形位精度。刮研是用刮刀從工件表面刮去較高點(diǎn)，再用標(biāo)準(zhǔn)檢具涂色檢驗(yàn)的反復(fù)加工過(guò)程，具有切削量小，切削力小，產(chǎn)生熱量小，夾裝變形小，不受工件位置和工件大小的限制，可根據(jù)實(shí)際要求把工件表面刮成中凹或中凸等特殊形狀，獲得很高的精度和很小的表面粗糙度值。

3.2.機(jī)械修復(fù)

機(jī)械修復(fù)包括局部換修法、換位法、鑲補(bǔ)法、金屬扣合法、修理尺寸法、塑性變形法等，可利用現(xiàn)有的簡(jiǎn)單設(shè)備與技術(shù)，進(jìn)行多種損壞形式的修復(fù)。其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生熱變形；缺點(diǎn)是受零件結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度的限制，難以加工硬度高的材料，難以保證較高精度。局部換修法是指若零件的某個(gè)部位局部損壞嚴(yán)重，而其他部位仍完好，如果零件結(jié)構(gòu)允許，可將磨損嚴(yán)重的部位切除，將這部分重制新件，用機(jī)械連接、焊接或膠粘的方法固定在原來(lái)的零件上，使零件得以修復(fù)，適用于多聯(lián)齒輪局部損壞或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒圈損壞的情況。

3.3.焊接修復(fù)

焊接技術(shù)用于修復(fù)零件使其恢復(fù)尺寸與形狀或修復(fù)裂紋與斷裂時(shí)稱為補(bǔ)焊；用于恢復(fù)零件尺寸、形狀，并賦予零件表面以某些特殊性能的熔敷金屬時(shí)稱為堆焊。補(bǔ)焊和堆焊在機(jī)械零件的修復(fù)技術(shù)方法中占有重要的地位，其突出的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)合強(qiáng)度高，可修復(fù)磨損失效零件；可以焊補(bǔ)裂紋與斷裂、局部損傷；可以用于校正形狀。由于焊接質(zhì)量高、效率高、設(shè)備成本低、便于現(xiàn)場(chǎng)搶修等特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。

3.4.電鍍修復(fù)法

電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過(guò)電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽(yáng)離子在基體金屬表面沉積，形成鍍層的一種表面加工技術(shù)。電鍍技術(shù)形成的金屬鍍層可補(bǔ)償零件表面磨損和改善表面性能，提高機(jī)械零件表面的耐磨性。

3.5.膠接修復(fù)

修復(fù)技術(shù)是利用粘接劑對(duì)表面的物理吸附力和粘接劑固化后對(duì)表面的機(jī)械連接力等作用實(shí)現(xiàn)的，將兩個(gè)物體牢固地粘接在一起，膠接工藝的特點(diǎn)是膠結(jié)力較強(qiáng)，可膠接各種金屬或非金屬材料，不會(huì)有變形。膠粘接工藝流程是：零件的清洗檢查，機(jī)械處理，出油，化學(xué)處理，膠粘接調(diào)劑，膠接，固化，檢查。

4.結(jié)語(yǔ)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在生產(chǎn)實(shí)踐中機(jī)械零件的修復(fù)技術(shù)不斷創(chuàng)新，機(jī)械零件磨損的快速修復(fù)是延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命的有效手段，修復(fù)后的機(jī)械零件質(zhì)量和性能可以達(dá)到新零件的水平，有的甚至可以超過(guò)新零件，這將推動(dòng)機(jī)械零件的檢修技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展。

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