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1、机电设备维修技术机电设备维修技术 第三章第三章 机械零件的修复技术机械零件的修复技术2.1概述概述机械设备在使用过程中，由于其零部件会逐渐产生磨损、变机械设备在使用过程中，由于其零部件会逐渐产生磨损、变形、断裂、蚀损等失效形式，设备的精度、性能和生产率就形、断裂、蚀损等失效形式，设备的精度、性能和生产率就要下降，导致设备发生故障、事故甚至报废，需要及时进行要下降，导致设备发生故障、事故甚至报废，需要及时进行维护和修理。维护和修理。2.1.1零件修复的优点零件修复的优点修复失效零件主要具有以下一些优点：1 减少备件贮备，从而减少资金的占用，能 取得节约的效果。2 减少更换件制造，有利于缩短设备停
2、修时间，提高设备利用率。3 减少制造工时，节约原材料，大大降低修理费用4 利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性能，延长零件使用寿命。尤其是对于大型零件、贵重零件和加工周期长、精度要求高的零件，意义就更为重要。3.1.2 修复工修复工艺艺的的选择选择用来修复机械零件的工艺很多，如图用来修复机械零件的工艺很多，如图3l3l所示，是目前较所示，是目前较普遍使用的修复工艺。普遍使用的修复工艺。图图3l3l零件的修复工艺零件的修复工艺选择机械零件修复工艺时应考虑的几个因素：选择机械零件修复工艺时应考虑的几个因素：1 1修复工艺对零件材质的适应性修复工艺对零件材质的适应性2 2各种各种修复工艺修复工
3、艺能到达的修补层能到达的修补层厚度厚度图图3232是几种主要修复工艺能到达的修补层厚度。是几种主要修复工艺能到达的修补层厚度。图图32 32 几种主要修几种主要修复工艺能到达的修补层厚度复工艺能到达的修补层厚度11镀铬镀铬 22滚花滚花 33钎焊钎焊 44振动电弧堆焊振动电弧堆焊 55手工电弧堆焊手工电弧堆焊 66镀铁镀铁77粘补粘补 88熔剂层下电弧熔剂层下电弧堆焊堆焊 99金属喷涂金属喷涂 1010镶镶加零件加零件3 3被修零件构造对工艺选择的影响被修零件构造对工艺选择的影响4 4零件修理后的强度零件修理后的强度5 5修复工艺过程对零件物理性能的影响修复工艺过程对零件物理性能的影响修补层物
4、理性能，如硬度、加工性、耐磨性及密实性修补层物理性能，如硬度、加工性、耐磨性及密实性等，在选择修复工艺时必须考虑。等，在选择修复工艺时必须考虑。6 6修复工艺对零件精度的影响修复工艺对零件精度的影响对精度有一定要求的零件，主要考虑修复中的受热变对精度有一定要求的零件，主要考虑修复中的受热变形形和修复后的刚度。和修复后的刚度。7 7从经济性上加以考虑从经济性上加以考虑如一些易加工的简单零件，有时修复还不如更换经济。如一些易加工的简单零件，有时修复还不如更换经济。3.2 3.2 机械修复法机械修复法3.2.13.2.1修理尺寸法与零件修复中的机械加工修理尺寸法与零件修复中的机械加工对机械设备的动配
5、合副中较复杂的零件修理时可不考对机械设备的动配合副中较复杂的零件修理时可不考虑原来的设计尺寸，而采用切削加工或其它加工方法虑原来的设计尺寸，而采用切削加工或其它加工方法恢复其磨损部位的形状精度、位置精度、外表粗糙度恢复其磨损部位的形状精度、位置精度、外表粗糙度和其它技术条件，从而得到一个新尺寸，和其它技术条件，从而得到一个新尺寸，这个尺寸即这个尺寸即称为修理尺寸。而与此相配合的零件则按这个修理尺称为修理尺寸。而与此相配合的零件则按这个修理尺寸制作新件或修复，保证原有的配合关系不变，这种寸制作新件或修复，保证原有的配合关系不变，这种方法便成为修理尺寸法。方法便成为修理尺寸法。零件修复中，机械加工
6、是最基本、最重要的方法。多数失零件修复中，机械加工是最基本、最重要的方法。多数失效零件需要经过机械加工来消除缺陷，最终到达配合精度效零件需要经过机械加工来消除缺陷，最终到达配合精度和外表粗糙度等要求。和外表粗糙度等要求。3.2.2 3.2.2 镶加零件镶加零件修复修复法法配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，增加一配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，增加一个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的局部，以恢复原有个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的局部，以恢复原有零件精度，这样的方法称为镶加零件修复法。常用的有扩零件精度，这样的方法称为镶加零件修复法。常用的有扩孔镶套、加垫等方法。孔镶套、加垫
7、等方法。如图如图3333所示，在零件裂纹附近局部镶加补强板，一般采所示，在零件裂纹附近局部镶加补强板，一般采用钢板加强，螺栓联接。用钢板加强，螺栓联接。图图3333镶加补强板镶加补强板图图3434镶加零件修复法镶加零件修复法如图如图3434所示，为镶套修复法。所示，为镶套修复法。如图如图3535所示为机床导轨的凹坑，可采用镶加铸铁塞的方所示为机床导轨的凹坑，可采用镶加铸铁塞的方法进行修理。法进行修理。严重磨损的机床导轨，可采用镶加淬火钢镶条的方法进严重磨损的机床导轨，可采用镶加淬火钢镶条的方法进行修复，如图行修复，如图3636图图35导轨镶铸铁塞导轨镶铸铁塞图图3636床身镶加淬火钢导轨床身镶
8、加淬火钢导轨3.2.33.2.3局部修换法局部修换法有些零件在使用过程中，往往各部位的磨损量不均匀，有有些零件在使用过程中，往往各部位的磨损量不均匀，有时只有某个部位磨损严重，而其余部位尚好或磨损轻微。时只有某个部位磨损严重，而其余部位尚好或磨损轻微。如图如图37a37a所示，是将双联齿轮中磨损严重的小齿轮的轮所示，是将双联齿轮中磨损严重的小齿轮的轮齿切去，重制一个小齿圈，用键联接，并用骑缝螺钉固定的齿切去，重制一个小齿圈，用键联接，并用骑缝螺钉固定的局部修换。图局部修换。图37b37b是在保存的轮载上，铆接重制的齿圈的局是在保存的轮载上，铆接重制的齿圈的局部修换。图部修换。图3737c是局部
9、修换牙嵌式离合器以胶粘法固定。是局部修换牙嵌式离合器以胶粘法固定。图图3737局部修换法局部修换法3.2.4 3.2.4 塑性变形法塑性变形法塑性材料零件磨损后，为了恢复零件外表原有的尺寸精度和塑性材料零件磨损后，为了恢复零件外表原有的尺寸精度和形状精度，可采用塑性变形法修复形状精度，可采用塑性变形法修复。.换位修复法换位修复法有些零件局部磨损可采用调头转向的方法，如长丝杠局部磨有些零件局部磨损可采用调头转向的方法，如长丝杠局部磨损后可调头使用损后可调头使用。如图如图3838所示，轴上键槽重新开制新槽。所示，轴上键槽重新开制新槽。如图如图3939所示，联接螺孔也可以转过一个角度，在旧孔所示，联
10、接螺孔也可以转过一个角度，在旧孔之间重新钻孔。之间重新钻孔。图图3838键槽换位修理键槽换位修理图图3939螺孔换位修理螺孔换位修理.金属扣合法金属扣合法金属扣合法是利用高强度合金材料制成的特殊联接件以机械金属扣合法是利用高强度合金材料制成的特殊联接件以机械方式将损坏的机件重新牢固地联接成一体，到达修复目的的工方式将损坏的机件重新牢固地联接成一体，到达修复目的的工艺方法。它主要适用于大型铸件裂纹或折断部位的修复。艺方法。它主要适用于大型铸件裂纹或折断部位的修复。按照扣合的性质及特点，可分为强固扣合、强密扣合、优级按照扣合的性质及特点，可分为强固扣合、强密扣合、优级扣合和热扣合四种工艺。扣合和热
11、扣合四种工艺。.强固扣合法强固扣合法该法适用于修复壁厚为该法适用于修复壁厚为8 840mm40mm的一般强度要求的薄壁机件。的一般强度要求的薄壁机件。.强密扣合法强密扣合法在应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外，对于有密封在应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外，对于有密封要求的机件，如承受高压的气缸、高压容器等防渗漏的零件，要求的机件，如承受高压的气缸、高压容器等防渗漏的零件，应采用强密扣合法应采用强密扣合法优级扣合法优级扣合法主要用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件，如水主要用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件，如水压机横梁、轧钢机主梁、辊筒等。压机横梁、轧钢机主梁、辊筒
12、等。.热扣合法热扣合法热扣合法是利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将开裂热扣合法是利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将开裂的机件锁紧。该法适用于修复大型飞轮、齿轮和重型设备机身的机件锁紧。该法适用于修复大型飞轮、齿轮和重型设备机身的裂纹及折断面。的裂纹及折断面。综上所述，可以看出金属扣合法的优点是：使修复的机件具有足够的强度和良好的密封性；所需设备、工具简单，可现场施工；修理过程中机件不会产生热变形和热应力等。其缺点主要是薄壁铸件厚度8mm不宜采用，波形键与波形槽的制作加工较麻烦等。.焊接修复法焊接修复法利用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于修补利用焊接技术修复失效零件的方
13、法称为焊接修复法。用于修补零件缺陷时称为补焊。零件缺陷时称为补焊。.钢制零件的焊修机械零件所用的钢材料种类繁多，其可焊性差异很大。一般机械零件所用的钢材料种类繁多，其可焊性差异很大。一般而言，钢中含碳量越高、合金元素种类和数量越多，可焊性而言，钢中含碳量越高、合金元素种类和数量越多，可焊性就越差。就越差。.铸铁零件的焊修铸铁在机械设备中的应用非常广泛。灰口铸铁主要用于制造各铸铁在机械设备中的应用非常广泛。灰口铸铁主要用于制造各种支座、壳体等基础件，球墨铸铁已在局部零件中取代铸钢而种支座、壳体等基础件，球墨铸铁已在局部零件中取代铸钢而获得应用。获得应用。.焊接分类焊接分类：铸铁件的焊修分为热焊法
14、和冷焊法。铸铁件的焊修分为热焊法和冷焊法。1 1热焊法热焊法铸铁热焊是焊前将工件高温预热，焊后再加热、铸铁热焊是焊前将工件高温预热，焊后再加热、保温、缓冷。保温、缓冷。2 2冷焊法冷焊法铸铁冷焊是在常温或局部低温预热状态下进行铸铁冷焊是在常温或局部低温预热状态下进行的，具有成本较低、生产率高、焊后变形小、劳动条件好等优的，具有成本较低、生产率高、焊后变形小、劳动条件好等优点，因此得到广泛的应用。点，因此得到广泛的应用。3 3加热减应焊加热减应焊选择零件的适当部位进行加热使之膨胀，选择零件的适当部位进行加热使之膨胀，然后对零件的损害处补焊，以减少焊接应力与变形，这个部位然后对零件的损害处补焊，以
15、减少焊接应力与变形，这个部位就叫做减应区，这种方法就叫做加热减应区补焊法。就叫做减应区，这种方法就叫做加热减应区补焊法。2 2冷焊工艺冷焊工艺铸铁冷焊多采用手工电弧焊，其工艺过程简要介绍如下：铸铁冷焊多采用手工电弧焊，其工艺过程简要介绍如下：1 1焊前准备焊前准备先将焊接部位彻底清整干净，对于未完全断先将焊接部位彻底清整干净，对于未完全断开的工件要找出全部裂纹及端点位置，钻出止裂孔开的工件要找出全部裂纹及端点位置，钻出止裂孔。2 2施焊施焊焊接场所应无风、暖和。采用小电流、快速焊，焊接场所应无风、暖和。采用小电流、快速焊，光点焊定位，用对称分散的顺序、分段、短段、分层交叉、断续、光点焊定位，用
16、对称分散的顺序、分段、短段、分层交叉、断续、逆向等操作方法，每焊一小段熄弧后马上锤击焊缝周围，使焊件逆向等操作方法，每焊一小段熄弧后马上锤击焊缝周围，使焊件应力松弛，并且焊缝温度下降到应力松弛，并且焊缝温度下降到6060左右不烫手时，再焊下一道左右不烫手时，再焊下一道焊缝，最后焊止裂孔。经打磨铲修后，修补缺陷，便可使用或进焊缝，最后焊止裂孔。经打磨铲修后，修补缺陷，便可使用或进行机械加工。行机械加工。为了提高焊修可靠性，可拧入螺栓以加强焊缝，如图为了提高焊修可靠性，可拧入螺栓以加强焊缝，如图318318所示。用紫铜或石墨模芯可焊后不加工，难焊的齿形按样板加所示。用紫铜或石墨模芯可焊后不加工，难
17、焊的齿形按样板加工。大型厚壁铸件可加热扣合件，扣合件热压后焊死在工件上，工。大型厚壁铸件可加热扣合件，扣合件热压后焊死在工件上，再补焊裂纹，如图再补焊裂纹，如图319319所示。还可焊接加强板，加强板先用锥所示。还可焊接加强板，加强板先用锥销或螺栓销固定，再焊牢固，如图销或螺栓销固定，再焊牢固，如图320320所示。所示。图图318318焊修实例焊修实例a齿轮轮齿的焊接修复齿轮轮齿的焊接修复b螺栓孔缺口的焊补螺栓孔缺口的焊补1 1紫铜或石墨模芯紫铜或石墨模芯2 2缺口缺口图图319319加热扣合件的焊接修复加热扣合件的焊接修复1 1、2 2、6 6焊缝焊缝3 3止裂孔止裂孔4 4裂纹裂纹5 5
18、扣合件扣合件图图320320加强板的焊接加强板的焊接1-1-锥销锥销2-2-加强板加强板3-3-工件工件3.3.3 有色金属零件的焊修机修中常用的有色金属材料有铜及铜合金、铝合金等，与黑色机修中常用的有色金属材料有铜及铜合金、铝合金等，与黑色金属相比可焊性差。由于它们的导热性好、线膨胀系数大、熔金属相比可焊性差。由于它们的导热性好、线膨胀系数大、熔点低，高温时脆性较大、强度低，很容易氧化，因此焊接比较点低，高温时脆性较大、强度低，很容易氧化，因此焊接比较复杂、困难，要求具有较高的操作技术，并采取必要的技术措复杂、困难，要求具有较高的操作技术，并采取必要的技术措施来保证焊修质量。施来保证焊修质量
19、。3.3.4 钎焊修复法采用比基体金属熔点低的金属材料作钎料，将钎料放在焊件连采用比基体金属熔点低的金属材料作钎料，将钎料放在焊件连接处，一同加热到高于钎料熔点、低于基体金属熔点的温度，接处，一同加热到高于钎料熔点、低于基体金属熔点的温度，利用液态钎料润湿基体金属，填充接头间隙并与基体金属相互利用液态钎料润湿基体金属，填充接头间隙并与基体金属相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊。扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊。3.3.5 3.3.5 堆焊堆焊 采用堆焊法修复机械零件时，不仅可以恢复其尺寸，而且可采用堆焊法修复机械零件时，不仅可以恢复其尺寸，而且可以通过难焊材料改善零件的外表性能，使其更为
20、耐用，从而取以通过难焊材料改善零件的外表性能，使其更为耐用，从而取得显著的经济效果。常用的堆焊方法有手工堆焊和自动堆焊两得显著的经济效果。常用的堆焊方法有手工堆焊和自动堆焊两类。类。1 1手工堆焊手工堆焊手工堆焊是利用电弧或氧乙炔火焰来熔化基体金属和焊条，手工堆焊是利用电弧或氧乙炔火焰来熔化基体金属和焊条，采用手工操作进行的堆焊方法。采用手工操作进行的堆焊方法。2 2自动堆焊自动堆焊自动堆焊与手工堆焊相比，具有堆焊层质量好、生产效率高、自动堆焊与手工堆焊相比，具有堆焊层质量好、生产效率高、成本低、劳动条件好等优点，但需专用的焊接设备。成本低、劳动条件好等优点，但需专用的焊接设备。3.4 热喷涂
21、修复法用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，同时用高速气用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件外表上形成一层覆盖层的流使其雾化，喷射到经过预处理的工件外表上形成一层覆盖层的过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之到达熔融状态而与基体过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之到达熔融状态而与基体形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊或喷熔。这两种工艺形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊或喷熔。这两种工艺总称为热喷涂。总称为热喷涂。3.4.1 3.4.1 热喷涂的分类及特点热喷涂的分类及特点热喷涂技术按所用热源不同，可分为氧乙炔火焰喷涂与喷焊、热喷
22、涂技术按所用热源不同，可分为氧乙炔火焰喷涂与喷焊、电弧喷涂、等离子喷涂与喷焊、爆炸喷涂和高频感应喷涂等电弧喷涂、等离子喷涂与喷焊、爆炸喷涂和高频感应喷涂等多种方法。喷涂材料有丝状和粉末状两种。多种方法。喷涂材料有丝状和粉末状两种。热喷涂技术的特点如下热喷涂技术的特点如下：1 1适用材料广，喷涂材料广。适用材料广，喷涂材料广。2 2涂层的厚度不受严格限制，可以从几十微米到几毫米。涂层的厚度不受严格限制，可以从几十微米到几毫米。3 3喷涂时工件外表温度低一般为喷涂时工件外表温度低一般为70708080，不会引起零件，不会引起零件变形和金相组织改变。变形和金相组织改变。4 4可赋予零件以某些特殊的外
23、表性能，到达节约贵重材料、提可赋予零件以某些特殊的外表性能，到达节约贵重材料、提高产品质量、满足多种工程技术和高新技术的需要。高产品质量、满足多种工程技术和高新技术的需要。5 5设备不太复杂，工艺简便，可在现场作业。设备不太复杂，工艺简便，可在现场作业。6 6对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。3.4.2热喷涂在机械设备维修中的应用热喷涂技术在机械设备维修中应用广泛。对于大型复杂的热喷涂技术在机械设备维修中应用广泛。对于大型复杂的零件如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴须、电动机转子轴，以及零件如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴须、电动机转子轴，以及机床导轨和
24、溜板等，采用热喷涂修复其磨损的尺寸，既不产机床导轨和溜板等，采用热喷涂修复其磨损的尺寸，既不产生变形又延长使用寿命；大型铸件的缺陷，采用热喷涂进行生变形又延长使用寿命；大型铸件的缺陷，采用热喷涂进行修复，加工后其强度和耐磨性可接近原有性能；在轴承上喷修复，加工后其强度和耐磨性可接近原有性能；在轴承上喷涂合金层，可代替铸造的轴承合金层；在导轨上用氧快焰喷涂合金层，可代替铸造的轴承合金层；在导轨上用氧快焰喷涂一层工程塑料，可提高导轨的耐磨性和减摩性；还可以根涂一层工程塑料，可提高导轨的耐磨性和减摩性；还可以根据需要喷制防护层等。据需要喷制防护层等。3.4.3氧乙炔火焰喷涂和喷焊在设备维修中最常用的
25、就是氧乙炔火焰喷涂和喷焊。在设备维修中最常用的就是氧乙炔火焰喷涂和喷焊。氧乙炔火焰喷涂时使用氧气与乙炔比例约为氧乙炔火焰喷涂时使用氧气与乙炔比例约为1111的中性焰，温的中性焰，温度约度约31003100，其设备与一般的气焊设备大体相似，主要包括喷，其设备与一般的气焊设备大体相似，主要包括喷枪。氧气和乙炔供给装置以及辅助装置等。枪。氧气和乙炔供给装置以及辅助装置等。喷枪是热喷涂的主要工具，目前国产喷枪分为中小型和大型两喷枪是热喷涂的主要工具，目前国产喷枪分为中小型和大型两种规格。中小型喷枪主要用于中小型和精密零件的喷涂和喷焊，种规格。中小型喷枪主要用于中小型和精密零件的喷涂和喷焊，适应性强。大
26、型喷枪主要用于对大型零件的喷焊，生产效率高。适应性强。大型喷枪主要用于对大型零件的喷焊，生产效率高。氧乙炔火焰喷涂氧乙炔火焰喷涂氧乙炔火焰喷涂工艺如下：氧乙炔火焰喷涂工艺如下：1 1喷前准备喷前准备包括工件清洗、外表预加工、外表粗化和预热几道工序。包括工件清洗、外表预加工、外表粗化和预热几道工序。2 2喷涂结合层喷涂结合层对预处理后的工件应立即喷徐结合层，喷涂结合层可提高工对预处理后的工件应立即喷徐结合层，喷涂结合层可提高工作层与工件之间的结合强度。在工件较薄、喷砂处理易变形作层与工件之间的结合强度。在工件较薄、喷砂处理易变形的情况下，尤为适用的情况下，尤为适用。3 3喷涂工作层喷涂工作层结合
27、层喷好后应立即喷涂工作层。结合层喷好后应立即喷涂工作层。4 4喷涂后处理喷涂后处理喷涂后应注意缓冷。喷涂后应注意缓冷。当喷涂层的尺寸精度和外表粗糙度不能满足要求时，可当喷涂层的尺寸精度和外表粗糙度不能满足要求时，可采用车削或磨削的方法对其进行精加工。采用车削或磨削的方法对其进行精加工。氧乙炔火焰喷焊氧乙炔火焰喷焊与基体之间结合主要是原子扩散型冶金结合，氧乙炔火焰喷焊与基体之间结合主要是原子扩散型冶金结合，结合强度是喷涂结合强度的结合强度是喷涂结合强度的1010倍左右，氧乙炔火焰喷焊对工件倍左右，氧乙炔火焰喷焊对工件的热影响介于喷涂与堆焊之间。的热影响介于喷涂与堆焊之间。1 1氧乙炔火焰喷焊的特
28、点氧乙炔火焰喷焊的特点1 1基体不熔化，焊层不被稀释，可保持喷焊合金的原有基体不熔化，焊层不被稀释，可保持喷焊合金的原有性能。性能。2 2可根据工件需要得到理想的强化外表。可根据工件需要得到理想的强化外表。3 3喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层外表光洁，喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层外表光洁，厚度可控制。厚度可控制。4 4设备简单，工艺简便，适应于各种钢、铸铁及铜合金设备简单，工艺简便，适应于各种钢、铸铁及铜合金工件的外表强化。工件的外表强化。2 2氧乙炔火焰喷焊工艺氧乙炔火焰喷焊工艺氧乙炔火焰喷焊工艺与喷涂大体相似，包括喷前准备、喷粉氧乙炔火焰喷焊工艺与喷涂大体相似，包括喷前准备、
29、喷粉和重熔、喷焊后处理等。和重熔、喷焊后处理等。3.4.4 电弧喷涂 电弧喷涂技术由于生产率较高，涂层厚度也较大可达电弧喷涂技术由于生产率较高，涂层厚度也较大可达1 13mm3mm，目前在热喷涂技术中应用也非常广泛。，目前在热喷涂技术中应用也非常广泛。电弧喷涂是以电弧为热源，将金属丝熔化并用高速气流使其电弧喷涂是以电弧为热源，将金属丝熔化并用高速气流使其雾化，使熔融金属粒子高速喷到工件外表而形成喷涂层的一种雾化，使熔融金属粒子高速喷到工件外表而形成喷涂层的一种工艺方法。工艺方法。3.5 3.5 电镀修复法电镀修复法 电镀是利用电解的方法，使金属或合金沉积在零件外表上电镀是利用电解的方法，使金属
30、或合金沉积在零件外表上形成金属镀层的工艺方法。电镀修复法不仅可以用于修复失形成金属镀层的工艺方法。电镀修复法不仅可以用于修复失效零件的尺寸，而且可以提高零件外表的耐磨性、硬度和耐效零件的尺寸，而且可以提高零件外表的耐磨性、硬度和耐腐蚀性，以及其它用途等。腐蚀性，以及其它用途等。3.5.13.5.1镀铬镀铬1.1.镀铬层的特点镀铬层的特点镀铬层的特点是：硬度高镀铬层的特点是：硬度高8008001000HV1000HV，高于渗碳钢、渗氮，高于渗碳钢、渗氮钢，摩擦因数小为钢和铸铁的钢，摩擦因数小为钢和铸铁的50%50%，耐磨性高高于无镀，耐磨性高高于无镀铬层的铬层的2 25050倍，导热率比钢和铸铁
31、约高倍，导热率比钢和铸铁约高40%40%；具有较高的化；具有较高的化学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀性强；镀铝层与基体金学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀性强；镀铝层与基体金属有很高的结合强度。属有很高的结合强度。2 2镀铬层的应用范围镀铬层的应用范围镀铬层应用广泛。可用来修复零件尺寸和强化零件外表，如镀铬层应用广泛。可用来修复零件尺寸和强化零件外表，如补偿零件磨损失去的尺寸。补偿零件磨损失去的尺寸。但是，补偿尺寸不宜过大，通常镀铬层厚度控制在但是，补偿尺寸不宜过大，通常镀铬层厚度控制在0.3mm0.3mm以内以内为宜。为宜。3.3.镀铬工艺镀铬工艺镀铬的一般工艺过程如下：镀铬的一般工艺过程
32、如下：1 1镀前外表处理镀前外表处理2 2施镀施镀3 3镀后检查和处理镀后检查和处理此外，除应用镀铬的一般工艺外，目前还采用了一些新的镀此外，除应用镀铬的一般工艺外，目前还采用了一些新的镀铬工艺，如快速镀铬、无槽镀铬、喷流镀铬、三价铬镀铬、快铬工艺，如快速镀铬、无槽镀铬、喷流镀铬、三价铬镀铬、快速自调镀铬等。速自调镀铬等。3.5.2 3.5.2 镀铁镀铁按照电解液的温度不同分为高温镀铁和低温镀铁。按照电解液的温度不同分为高温镀铁和低温镀铁。当电解液的温度在当电解液的温度在9090以上的镀铁工艺，称之为高温镀铁。以上的镀铁工艺，称之为高温镀铁。所获得的镀层硬度不高，且与基体结合不可靠。在所获得的
33、镀层硬度不高，且与基体结合不可靠。在5050以以下至室温的电解液中镀铁的工艺，称之为低温镀铁。下至室温的电解液中镀铁的工艺，称之为低温镀铁。当磨损量较大，又需耐腐蚀时，可用镀铁层做底层或中间层当磨损量较大，又需耐腐蚀时，可用镀铁层做底层或中间层补偿磨损的尺寸，然后再镀耐腐蚀性好的镀层。补偿磨损的尺寸，然后再镀耐腐蚀性好的镀层。3.5.3 3.5.3 局部电镀局部电镀在设备大修理过程中，经常遇到大的壳体轴承松动现象。如在设备大修理过程中，经常遇到大的壳体轴承松动现象。如果采用扩大镗孔后镶套法，费时费工；用轴承外环镀铬的方果采用扩大镗孔后镶套法，费时费工；用轴承外环镀铬的方法，则给以后更换轴承带来
34、麻烦。法，则给以后更换轴承带来麻烦。假设在现场利用零件建立一个临时电镀槽进行局部电镀，即假设在现场利用零件建立一个临时电镀槽进行局部电镀，即可直接修复孔的尺寸，如图可直接修复孔的尺寸，如图323323所示。对于长大的轴类零件，所示。对于长大的轴类零件，也可采用局部电镀法直接修复轴上的局部轴颈尺寸。也可采用局部电镀法直接修复轴上的局部轴颈尺寸。图图323323局部电镀槽的构成局部电镀槽的构成1-1-纯镍阳极空心圈纯镍阳极空心圈22电解液电解液33被镀箱体被镀箱体44聚氯乙烯薄膜聚氯乙烯薄膜55泡沫塑料泡沫塑料66层压板车层压板车77千斤顶千斤顶88电源设备电源设备3.5.4 3.5.4 电刷镀电
35、刷镀电刷镀是在镀槽电镀基础上开展起来的新技术，在电刷镀是在镀槽电镀基础上开展起来的新技术，在2020世纪世纪8080年代初获得了迅速开展。过去用过很多名称，如涂镀、快速年代初获得了迅速开展。过去用过很多名称，如涂镀、快速笔涂、电镀、无槽电镀等，现按国家标准称之为电刷镀。笔涂、电镀、无槽电镀等，现按国家标准称之为电刷镀。1 1电刷镀的工作原理电刷镀的工作原理如图如图324324所示，为电刷镀的工作原理示意图。电刷镀时工件所示，为电刷镀的工作原理示意图。电刷镀时工件与专用直流电源的负极连接，刷镀笔与电源正极连接。刷镀笔上与专用直流电源的负极连接，刷镀笔与电源正极连接。刷镀笔上的阳极包裹着棉花和棉纱
36、布，蘸上刷镀专用的电解液，与工件待的阳极包裹着棉花和棉纱布，蘸上刷镀专用的电解液，与工件待镀外表接触并作相对运动。接通电源后，电解液中的金属离子在镀外表接触并作相对运动。接通电源后，电解液中的金属离子在电场作用下向工件外表迁移，从工件外表获得电子后复原成金属电场作用下向工件外表迁移，从工件外表获得电子后复原成金属离子，结晶沉积在工件外表上形成金属镀层。随着时间延长，镀离子，结晶沉积在工件外表上形成金属镀层。随着时间延长，镀层逐渐增厚，直至到达所需要的厚度。镀液可不断地蘸用，也可层逐渐增厚，直至到达所需要的厚度。镀液可不断地蘸用，也可用注射管、液压泵不断地滴入。用注射管、液压泵不断地滴入。图图3
37、24324电刷镀工作原理示意图电刷镀工作原理示意图2 2电刷镀技术的特点电刷镀技术的特点1 1设备简单，工艺灵活，操作简便。设备简单，工艺灵活，操作简便。2 2结合强度高，比槽镀高，比喷涂更高。结合强度高，比槽镀高，比喷涂更高。3 3沉积速度快，一般为槽镀的沉积速度快，一般为槽镀的5 55050倍，辅助时间少，生产倍，辅助时间少，生产效率高。效率高。4 4工件加热温度低，通常小于工件加热温度低，通常小于7070，不会引起变形和金相，不会引起变形和金相组织变化。组织变化。5 5镀层厚度可精确控制，镀后一般不需机械加工，可直接镀层厚度可精确控制，镀后一般不需机械加工，可直接使用。使用。6 6操作安
38、全，对环境污染小，不含操作安全，对环境污染小，不含 ，储运无防火要求。，储运无防火要求。7 7适应材料广，常用金属材料基本上都可用电刷镀修复。适应材料广，常用金属材料基本上都可用电刷镀修复。3.3.电刷镀的应用范围电刷镀的应用范围电刷镀技术近年来推广很快，在设备维修领域其应用范围主要电刷镀技术近年来推广很快，在设备维修领域其应用范围主要有以下几个方面：有以下几个方面：l l恢复磨损或超差零件的名义尺寸和几何形状。恢复磨损或超差零件的名义尺寸和几何形状。2 2修复零件的局部损伤。修复零件的局部损伤。3 3改善零件外表的性能。改善零件外表的性能。4 4修复电气元件。修复电气元件。5 5用于去除零件
39、外表局部金属层。用于去除零件外表局部金属层。6 6通常槽镀难以完成的工程，如盲孔、超大件、难拆难运通常槽镀难以完成的工程，如盲孔、超大件、难拆难运件等。件等。7 7对文物和装饰品进行维修或装饰。对文物和装饰品进行维修或装饰。4.4.电刷镀溶液电刷镀溶液刷镀溶液根据用途分为外表准备溶液、沉积金属溶液、去刷镀溶液根据用途分为外表准备溶液、沉积金属溶液、去除金属用的溶液和特殊用途溶液除金属用的溶液和特殊用途溶液。5 5电刷镀设备电刷镀设备电刷镀的主要设备是专用直流电源和刷镀笔，此外还有一些辅助电刷镀的主要设备是专用直流电源和刷镀笔，此外还有一些辅助器具和材料。目前已研制成功的器具和材料。目前已研制成
40、功的SDSD型剧镀电源应用广泛，它具型剧镀电源应用广泛，它具有使用可靠、操作方便、精度高等特点。有使用可靠、操作方便、精度高等特点。6 6电刷镀工艺电刷镀工艺刷镀工艺过程如下：刷镀工艺过程如下：1 1镀前准备镀前准备清整工件外表至光洁平整，如脱脂、除锈、清整工件外表至光洁平整，如脱脂、除锈、去掉飞边和毛刺等。去掉飞边和毛刺等。2 2电净处理电净处理在上述清理的基础上，还必须用电净液进一在上述清理的基础上，还必须用电净液进一步通电处理工件外表。步通电处理工件外表。3 3活化处理活化处理电净之后紧接着是活化处理。电净之后紧接着是活化处理。4 4镀过渡层镀过渡层活化处理后，紧接着就刷镀过渡层。活化处
41、理后，紧接着就刷镀过渡层。5 5镀工作层镀工作层根据情况选择工作层并刷镀到所需厚度。根据情况选择工作层并刷镀到所需厚度。6 6镀后检查和处理镀后检查和处理用自来水彻底清洗干净工件上的残留镀用自来水彻底清洗干净工件上的残留镀液并用压缩空气吹干或用理发吹风机枯燥液并用压缩空气吹干或用理发吹风机枯燥。3.5.5 3.5.5 复合电镀复合电镀复合电镀是在电镀溶液中参加适量的金属或非金属化合物的固态复合电镀是在电镀溶液中参加适量的金属或非金属化合物的固态微粒，并使其与金属原子一起均匀地沉积，形成具有某些特殊性微粒，并使其与金属原子一起均匀地沉积，形成具有某些特殊性能电镀层的一种电镀技术。能电镀层的一种电
42、镀技术。复合电镀工艺与槽镀大体相同，不同之处主要在于复合电镀液的复合电镀工艺与槽镀大体相同，不同之处主要在于复合电镀液的制备和电镀标准上。制备和电镀标准上。复合电镀层具有优良的耐磨性，因此应用很广泛。复合电镀层具有优良的耐磨性，因此应用很广泛。3.5.6 3.5.6 电镀修复与其他修复技术的比较电镀修复与其他修复技术的比较各种修复技术都具有优点和缺乏，一般而言一种技术都不能各种修复技术都具有优点和缺乏，一般而言一种技术都不能完全取代另一种技术，而是应用于不同的范围。完全取代另一种技术，而是应用于不同的范围。3.6 3.6 胶粘修复法胶粘修复法采用胶粘剂等对失效零件进行修补或联接，以恢复零件使用
43、采用胶粘剂等对失效零件进行修补或联接，以恢复零件使用功能的方法称为胶粘修复法。近年来胶粘技术开展很快，在功能的方法称为胶粘修复法。近年来胶粘技术开展很快，在机电设备维修中已得到越来越广泛的应用。机电设备维修中已得到越来越广泛的应用。3.6.1 3.6.1 胶粘工艺的特点胶粘工艺的特点1 1胶粘力较强，可胶粘各种金属或非金属材料，且可到达较胶粘力较强，可胶粘各种金属或非金属材料，且可到达较高的强度要求。高的强度要求。2 2胶粘的工艺温度不高，不会引起基体金属金相组织的变化胶粘的工艺温度不高，不会引起基体金属金相组织的变化和热变形，不会产生裂纹等缺陷。和热变形，不会产生裂纹等缺陷。3 3胶粘时不破
44、坏原件强度，不易产生局部应力集中。胶粘时不破坏原件强度，不易产生局部应力集中。4 4工艺简便，成本低，工期短，便于现场修复。工艺简便，成本低，工期短，便于现场修复。5 5胶缝有密封、耐磨、耐腐蚀和绝缘等性能，有的还具有隔胶缝有密封、耐磨、耐腐蚀和绝缘等性能，有的还具有隔热、防潮、防震减震性能。热、防潮、防震减震性能。3.6.2 3.6.2 胶粘方法胶粘方法1 1热熔胶粘法热熔胶粘法该法利用电热、热气或摩擦热将粘合面加热该法利用电热、热气或摩擦热将粘合面加热熔融，然后送合加上足够的压力，直到冷却凝固为止。熔融，然后送合加上足够的压力，直到冷却凝固为止。2 2溶剂胶粘法溶剂胶粘法非结晶性无定形的热
45、塑性塑料，接头加单纯非结晶性无定形的热塑性塑料，接头加单纯溶剂或含塑料的溶液，使外表溶融从而到达胶粘目的。溶剂或含塑料的溶液，使外表溶融从而到达胶粘目的。3 3胶粘剂胶粘法胶粘剂胶粘法利用胶粘剂将两种材料或两个零件用胶粘利用胶粘剂将两种材料或两个零件用胶粘剂粘合在一起，到达所需的联接强度。剂粘合在一起，到达所需的联接强度。3.6.3 3.6.3 胶粘工艺胶粘工艺1.1.胶粘剂的选用胶粘剂的选用选用胶粘剂时主要考虑被胶粘件的材料、受力情况及使用的环选用胶粘剂时主要考虑被胶粘件的材料、受力情况及使用的环境，并综合考虑朝胶粘件的形状、结构和工艺上的可能性，问境，并综合考虑朝胶粘件的形状、结构和工艺上
46、的可能性，问时应成本低、效果好。时应成本低、效果好。2.接头设计接头设计胶粘接头受力情况可归纳为四种主要类型，即剪切力、拉伸力、胶粘接头受力情况可归纳为四种主要类型，即剪切力、拉伸力、剥离力、不均匀扯离力，如图剥离力、不均匀扯离力，如图326所示。所示。图图32326 6胶粘接头受力类型胶粘接头受力类型在设计接头时应遵循以下基本原则：在设计接头时应遵循以下基本原则：1 1胶粘接头承受或大局部承受剪切力。胶粘接头承受或大局部承受剪切力。2 2尽可能防止剥离和不均匀扯离力的作用。尽可能防止剥离和不均匀扯离力的作用。3 3尽可能增大胶粘面积，提高接头承载能力。尽可能增大胶粘面积，提高接头承载能力。4
47、 4尽可能简单实用，经济可靠。尽可能简单实用，经济可靠。3.3.外表处理外表处理其目的是获得清洁、粗糙活性的外表，以保证胶粘接头其目的是获得清洁、粗糙活性的外表，以保证胶粘接头牢固。它是整个胶粘工艺中最重要的工序，关系到胶粘牢固。它是整个胶粘工艺中最重要的工序，关系到胶粘的成败。的成败。外表清洗可先用干布、棉纱等除尘，清去厚油脂，再以外表清洗可先用干布、棉纱等除尘，清去厚油脂，再以丙酮、汽油、三氯乙烯等有机溶剂擦试，或用碱液处理丙酮、汽油、三氯乙烯等有机溶剂擦试，或用碱液处理脱脂去油。脱脂去油。3.6.4 3.6.4 胶粘技术在设备修理中的应用胶粘技术在设备修理中的应用由于胶粘工艺的优点使其在
48、设备修理中的应用日益广泛。应由于胶粘工艺的优点使其在设备修理中的应用日益广泛。应用时可根据零件的失效形式及胶粘工艺的特点，具体确定胶用时可根据零件的失效形式及胶粘工艺的特点，具体确定胶粘修复的方法。粘修复的方法。1.1.机床导轨磨损的修复机床导轨磨损的修复2.2.零件动、静配合磨损部位的修复零件动、静配合磨损部位的修复3.3.零件裂纹和破损部位的修复零件裂纹和破损部位的修复4.4.填补铸件的砂眼和气孔填补铸件的砂眼和气孔5.5.用于联接外表的密封堵漏和紧固防松用于联接外表的密封堵漏和紧固防松6.6.用于联接外表的防腐用于联接外表的防腐7.7.也可用于简单零件胶粘组合成复杂零件，以代替铸造、也可
49、用于简单零件胶粘组合成复杂零件，以代替铸造、焊接等，从而缩短加工周期。焊接等，从而缩短加工周期。8.8.用环氧树脂胶代替锡焊、点焊，省锡节电。用环氧树脂胶代替锡焊、点焊，省锡节电。如图如图327327所示，所示，列举了一些胶粘列举了一些胶粘修复实例，作为修复实例，作为参考。参考。图图327327胶粘技术的应用实例胶粘技术的应用实例a胶粘钢导轨和塑料导轨板胶粘钢导轨和塑料导轨板b胶粘摩擦片胶粘摩擦片c胶胶粘镶套和蜗轮齿圈粘镶套和蜗轮齿圈d胶粘拨叉支承孔胶粘拨叉支承孔e e修补气缸破裂孔修补气缸破裂孔f f填补铸填补铸造缺陷造缺陷3.7 3.7 刮研修复技术刮研修复技术刮研是利用刮刀、拖研工具、检
50、测器具和显示剂，以手工操作刮研是利用刮刀、拖研工具、检测器具和显示剂，以手工操作的方式，边刮研加工，边研点测量，使工件到达规定的尺寸精的方式，边刮研加工，边研点测量，使工件到达规定的尺寸精度、几何精度和外表粗糙度等要求的一种精加工工艺。度、几何精度和外表粗糙度等要求的一种精加工工艺。3.7.13.7.1刮研技术的特点刮研技术的特点刮研技术具有以下一些优点：刮研技术具有以下一些优点：1 1可以按照实际使用要求将导轨或工件平面的几何形状刮成中可以按照实际使用要求将导轨或工件平面的几何形状刮成中凹或中凸等各种特殊形凹或中凸等各种特殊形状，以解决机械加工不易解决的问题，消除由一般机械加工所状，以解决机