千斤頂活塞桿再制造工藝研究

張紅壯

摘要：近年來隨著國家環(huán)保治理力度的加大，很多無證和治污不達標(biāo)電鍍企業(yè)被紛紛關(guān)停，達標(biāo)企業(yè)也面臨著巨大的環(huán)保壓力，電鍍行業(yè)有被要求取締風(fēng)險，千斤頂活塞桿[1]若無其他修復(fù)工藝代替，其后期維修將成為一大困難，目前市場急需使用更先進可靠的工藝取代原始修復(fù)工藝。

關(guān)鍵詞：環(huán)保;活塞桿;再制造

一、千斤頂活塞桿修復(fù)現(xiàn)有工藝介紹

1、電鍍工藝

電鍍[2]修復(fù)工藝是活塞桿修復(fù)中使用最廣泛的工藝，電鍍修復(fù)一般先進行鍍鐵打底，恢復(fù)尺寸，表面再電鍍一層鉻層，電鍍工藝的優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：①鍍鉻層硬度高，HV達700以上;

②成本較低，每平方分米約12元;

缺點：①鍍層耐腐蝕性和鍍層結(jié)合力較差，易造成電鍍層點蝕、脫落。

②高污染，產(chǎn)生的“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）治理成本大。

2、激光熔覆工藝

激光熔覆工藝是近年來發(fā)展的活塞桿修復(fù)新型工藝，其工藝特點是利用激光器，將耐腐蝕合金粉末熔覆至活塞桿基本表面，達到使用要求，其優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：①結(jié)合力及耐腐蝕性較好。

②循環(huán)使用率高;待修復(fù)活塞桿可簡單拋光后使用。

③污染小;基本為拋光粉塵污染，污染性小治理簡單。

缺點：①激光熔覆設(shè)備價格昂貴。

②成本較高;激光熔覆材料價格較高。

3、不銹鋼包裹

不銹鋼包裹工藝也是近年來發(fā)展的活塞桿修復(fù)新型工藝，其工藝特點是將活塞桿原基體車至相應(yīng)尺寸，將不銹鋼套鑲嵌至活塞桿表面，輥壓，將不銹鋼套頭尾部與基本焊接，中部加筋焊接;其優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：①污染小;整套工藝均為機加工范圍。

②單工序效率高;包裹不銹鋼套效率可達2-4平方米/小時。

缺點：①硬度低;維氏硬度約HV350。

②結(jié)合力差，由于不銹鋼層與基體層為中空結(jié)構(gòu)，不銹鋼套易鼓包、脫裂，影響千斤頂使用效果。

②循環(huán)使用率低;千斤頂修理拆解后，表面不銹鋼套將全部換新。

二、環(huán)焊工藝介紹及與其他修復(fù)工藝對比

環(huán)焊工藝是利用環(huán)焊專用設(shè)備，將特種高強度不銹鋼堆焊至活塞桿表面，表面焊層全覆蓋，焊層覆蓋均勻，無氣孔、夾渣、裂紋等焊接缺陷，經(jīng)過我們的大量研究試驗發(fā)現(xiàn)，活塞桿基體材質(zhì)與特種高強度不銹鋼結(jié)合，試驗表明不銹鋼環(huán)焊工藝[3]有其他三種工藝的大多數(shù)優(yōu)點，具有超高的耐腐蝕性和較高的硬度，其工藝優(yōu)點如下：

①結(jié)合力及耐腐蝕性好;特種高強度不銹鋼焊絲耐腐性好，精加工后不銹鋼層在1mm以上，滿足活塞桿耐腐性要求，結(jié)合力遠(yuǎn)高于電鍍工藝。

②成品率高;不銹鋼環(huán)焊工藝對活塞桿表面腐蝕、碰撞要求較低，經(jīng)該工藝修復(fù)的活塞桿，成品率達100%。

③循環(huán)使用率高，簡單修復(fù)后可再次使用。

④污染小;基本為環(huán)焊焊煙污染，污染性小治理簡單。

⑤設(shè)備價格相對較低且遠(yuǎn)低于電鍍和激光熔覆機。

三、環(huán)焊修復(fù)工藝流程及操作要求

1、粗車：找正中心，活塞桿單面粗車去除1mm，車削去除表面的原鍍鉻層及缺陷點，為不銹鋼環(huán)焊留出環(huán)焊余量。

2、環(huán)焊：利用自動環(huán)焊機進行表面不銹鋼環(huán)焊，環(huán)焊為全覆蓋式，焊接應(yīng)調(diào)整不同工件的焊接圈數(shù)，焊層之間壓邊1.5mm，焊層厚度單邊2mm。

3、精車：活塞桿表面精車，單面留取0.3-0.4mm磨削余量，粗糙度不低于Ra1.6，活塞桿底部倒角處理，倒角角度30°，倒角處表面粗糙度不低于Ra1.6，兩平面間圓弧過渡。

4、精磨：精車后的活塞桿精磨處理，尺寸為小于圖紙尺寸4-6μm，精磨后的活塞桿應(yīng)無震紋、無錐度，保障工件直線度不大于2‰，表面粗糙度不低于Ra0.8。

5、拋光：拋光后的活塞桿表面粗糙度不低于Ra0.4，尺寸精度等級不低于f9。

6、檢驗：外徑千分尺檢驗尺寸，表面無凸起、氣孔、粗糙、粒子、燒焦、裂紋、起皮、起泡、脫落等缺陷，整體粗糙度不低于Ra0.4。

四、環(huán)焊工藝效果檢驗

通過檢驗試驗，總體效果較好，表面硬度、抗腐蝕性、耐磨性和機械性能達到了預(yù)期的效果。環(huán)焊后無起皮、脫落、起泡現(xiàn)象，無裂紋、麻點等表面缺陷。

①精車后保障特種高強度不銹鋼焊層厚度不低于1mm。

②硬度：HV500-520，符合活塞桿表面鍍?nèi)榘足t≧HV500硬度要求。

驗證方法：臺式硬度計多部位、多點檢測。

③耐腐蝕性：高于硬鉻層

驗證方法：連續(xù)30天向鍍鉻活塞桿與不銹鋼環(huán)焊活塞桿表面潑灑濃度30%的鹽水，PH約4.5，對比發(fā)現(xiàn)，鍍鉻層表面出現(xiàn)輕微銹蝕，不銹鋼環(huán)焊表面無異常。

五、環(huán)焊工藝經(jīng)濟效益分析

采用環(huán)焊再制造工藝，可大幅減少原始工藝的環(huán)保投入。傳統(tǒng)修復(fù)工藝的活塞桿缺陷較多，后期維護及再次維修的費用投入大，環(huán)焊再制造工藝缺陷少，如使用過程不發(fā)生暴力碰撞，后期維修只需拋光后，可再次投入使用。

六、結(jié)論

經(jīng)過大量的現(xiàn)場試驗表明，環(huán)焊工藝兼具很多工藝的優(yōu)點，其工藝性能本身非?？煽?，自動化設(shè)備，智能化操作，環(huán)保型工藝等，符合國家的發(fā)展方向，具有很好的推廣價值和應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]陳燕 歐陽加強. 千斤頂技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望.華南理工大學(xué)機電工程系（510640），2002.04

[2]胡傳祈主編.實用表面處理手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003.8

[3]朱朝明.鐵素體不銹鋼品間腐蝕試驗方法探究[J].材料保護.2008，10（41卷10期）：14-16