表面工程技術(shù)在拉莖輥修復(fù)中的應(yīng)用

張亞萍

摘 要：簡(jiǎn)要概述表面工程技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，并以農(nóng)機(jī)裝備玉米收獲機(jī)中拉莖輥磨損修復(fù)為例，介紹表面工程技術(shù)在農(nóng)機(jī)裝備磨損件維修中的應(yīng)用;闡述了表面工程技術(shù)在磨損零部件修復(fù)中的工藝過程和工藝規(guī)范，根據(jù)表面工程技術(shù)特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)效益考慮，選擇適合的技術(shù)對(duì)磨損后的拉莖輥表面進(jìn)行修復(fù)。

關(guān)鍵詞：表面技術(shù);拉莖輥;工藝規(guī)范;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG174.4;S225.51 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.009

表面工程是一個(gè)由多學(xué)科交叉、綜合、復(fù)合而發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，它的特點(diǎn)是在不改變基體材質(zhì)，不削弱基體強(qiáng)度的條件下，通過不同的設(shè)備和工藝流程，選擇不同的材料，就能實(shí)現(xiàn)在被修復(fù)零件表面獲得基體材料所不具備的某些特殊性能，從而滿足零件的工作性能對(duì)工件表面材料提出的技術(shù)要求。它適合機(jī)械零部件磨損表面的修復(fù)，改善或提高基體表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。

1 拉莖輥失效原因分析

拉莖輥在長(zhǎng)期工作中，與玉米秸稈頻繁接觸產(chǎn)生摩擦，根據(jù)拉莖輥工作性能、工作條件和工作環(huán)境 ，確定拉莖輥失效形式是摩擦磨損。

2 修復(fù)工藝選擇

因?yàn)槔o輥失效形式是摩擦磨損，所以，選擇CO2氣體保護(hù)堆焊和激光熔覆兩種表面技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。

2.1 CO2氣體保護(hù)堆焊工藝

2.1.1 ?CO2氣體保護(hù)堆焊技術(shù)特點(diǎn)

（1）焊縫成形好，焊接成本低，相當(dāng)于焊條或弧焊的1/3;（2）焊接效率高，多層焊接時(shí)效率要比焊條電弧焊提高1～4倍;（3）焊件加熱面積小，同時(shí)二氧化碳?xì)饬骶哂欣鋮s作用，則對(duì)焊接區(qū)熱影響和焊接變形較小。

2.1.2 CO2氣體保護(hù)堆焊工藝規(guī)范

（1）堆焊前準(zhǔn)備。清除拉莖輥表面上的污物，裝卡待堆焊的拉莖輥，選擇NU-300 CO2氣體保護(hù)焊機(jī)，調(diào)整好設(shè)備，選擇好各項(xiàng)工藝參數(shù)，然后將拉莖輥進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后開始進(jìn)行堆焊操作。

（2）堆焊工藝參數(shù)（見表1）。

（3）堆焊后處理。堆焊后用石棉布將拉莖輥包裹起來(lái)，讓拉莖輥緩慢冷卻以減少殘余應(yīng)力。冷卻后清理拉莖輥表面，然后檢查拉莖輥直線度是否在使用技術(shù)要求范圍內(nèi)，如果超差了，可以進(jìn)行校直處理;如果在使用允許范圍內(nèi)，就進(jìn)行下一道工序——?jiǎng)悠胶?，?dòng)平衡結(jié)束后放到待取件區(qū)。

2.2 激光熔覆修復(fù)工藝

2.2.1 激光熔覆技術(shù)特點(diǎn)

（1）激光束的能量密度高， 加熱速度快，對(duì)基材的熱影響較小，引起工件的變形小;（2）熔覆層無(wú)夾渣、熔池細(xì)膩無(wú)氣孔，熔覆層組織均勻致密，微觀缺陷少，性能優(yōu)于其它工藝;（3）可將基材的稀釋作用限制在極低的程度，保持原熔覆材料的優(yōu)異性能;（4）熔覆涂層與基材之間結(jié)合強(qiáng)度高，呈冶金結(jié)合;（5）熔覆過程中，不產(chǎn)生煙、霧等有害氣體或物質(zhì);（6）熔覆過程具有效率高、無(wú)污染、無(wú)公害、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.2.2 激光熔覆工藝規(guī)范

（1）基體熔覆表面預(yù)處理。去除拉莖輥表面的氧化層，再用丙酮清除表面的雜物。裝卡待熔覆拉莖輥，調(diào)整激光光路和送粉裝置，編制熔覆程序。

（2）熔覆工藝參數(shù)（見表2）。

（3） 熔覆后處理。熔覆后清理拉莖輥表面，對(duì)拉莖輥?zhàn)鰟?dòng)平衡，動(dòng)平衡結(jié)束后放到待取件區(qū)。

3 兩種工藝對(duì)比

從上述兩種表面工程技術(shù)對(duì)拉莖輥磨損修復(fù)來(lái)看，這兩種工藝都能使磨損后的拉莖輥表面形狀、尺寸得到恢復(fù)，而且能夠滿足拉莖輥的使用要求，兩種修復(fù)工藝各有其優(yōu)缺點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)適用的角度看，單件修復(fù)采用CO2氣體保護(hù)堆焊修復(fù)工藝比較合適，因?yàn)樵摲N修復(fù)工藝的設(shè)備和工藝比較簡(jiǎn)單，且成本比較低，應(yīng)用比較普遍，修復(fù)后的表面性能也能滿足拉莖輥的使用要求，硬度可達(dá)到HRC45～HRC50左右。激光熔覆技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種新興高科技再制造修復(fù)工藝，熔覆后具有滿足工件使用要求的機(jī)械性能， 與基體材料有較好的結(jié)合強(qiáng)度和理想的金相組織，硬度比較高，可達(dá)到HRC50～HRC55左右，耐磨性能好。但是，設(shè)備和工藝比較復(fù)雜，在農(nóng)機(jī)裝備維修中應(yīng)用的也比較少，若是有條件或者多件批量修復(fù)時(shí)選擇激光熔覆技術(shù)比較理想。

4 結(jié)論

通過兩種表面修復(fù)技術(shù)工藝的特點(diǎn)以及拉莖輥磨損修復(fù)工藝規(guī)范對(duì)比，可以看出：拉莖輥單件修復(fù)采用CO2氣體保護(hù)堆焊技術(shù)比較合適;多件或批量修復(fù)時(shí)選擇激光熔覆技術(shù)比較理想。

目前，各種提高零件表面性能的新技術(shù)、新工藝得到不斷研究和應(yīng)用，使得許多表面工程技術(shù)，不僅成為再制造領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，也在農(nóng)機(jī)裝備的零部件維修方面進(jìn)行了應(yīng)用，為農(nóng)機(jī)裝備中磨損零件維修提供可靠的技術(shù)保障和技術(shù)支撐。