趙志芳 王先龍 蘇曉靜 王 力 周 坤(西安煤礦機(jī)械有限公司,陜西 西安710200)
煤礦采掘設(shè)備工況條件差,設(shè)備使用強(qiáng)度大,采煤機(jī)在使用一定年限后一般都要升井大修, 而對(duì)于采煤機(jī)殼體軸孔等, 在高接觸應(yīng)力和腐蝕條件下, 經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)孔超差的現(xiàn)象。 傳統(tǒng)修復(fù)方法多采用補(bǔ)焊, 后用機(jī)床重新加工恢復(fù)至尺寸。 然而補(bǔ)焊過(guò)程中不可避免在焊修部位產(chǎn)生局部高溫, 從熔池部位到工件本體之間的不均勻加熱必然造成修復(fù)區(qū)及熱影響區(qū)產(chǎn)生熱應(yīng)力, 導(dǎo)致零件變形、局部硬化、相組織變化、疲勞性能下降等問(wèn)題,并且焊接完成后,因殼體本身較大,機(jī)床重新找正定位難度大,修復(fù)成本也自然增高。 因此,我們提供一種新的工藝方法,解決修復(fù)過(guò)程中上述難題。
電刷鍍技術(shù)是一種在低溫條件下恢復(fù)零部件尺寸的傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù),是利用電化學(xué)原理在導(dǎo)電工件進(jìn)行金屬離子沉積形成的新技術(shù)。 電刷鍍技術(shù)的使用,修復(fù)一些超差量較小的工件,不僅降低修復(fù)成本,而且能夠節(jié)約資源,滿足綠色環(huán)保和再制造要求[1]。 電刷鍍作為一種新的表面改性技術(shù),已在新產(chǎn)品的表面強(qiáng)化、磨損件的尺寸恢復(fù)、特殊零件的功能表面處理等方面得到廣泛的應(yīng)用[2]。
電刷鍍工藝特點(diǎn):
( 1)設(shè)備簡(jiǎn)單,不需要渡槽,便于攜帶,適用于野外及現(xiàn)場(chǎng)修復(fù),尤其對(duì)大型設(shè)備更具有使用價(jià)值。
( 2)常溫下就可實(shí)現(xiàn)操作,無(wú)熱影響區(qū)。
( 3)鍍層性能穩(wěn)定,并且鍍層厚度可控。
( 4)結(jié)合強(qiáng)度高,對(duì)環(huán)境污染小。 近年來(lái),環(huán)保、無(wú)毒鍍液研制,極大促進(jìn)電刷鍍技術(shù)發(fā)展。
( 5)修復(fù)周期短、費(fèi)用低和經(jīng)濟(jì)效益高。
搖臂殼體:電機(jī)行孔~惰輪行孔~行星頭行孔;
牽引部殼體:電機(jī)行孔~惰輪行孔~行星頭行孔;
以上各孔尺寸超差范圍在0.4mm 以內(nèi)。
圖1 需要修復(fù)的孔面及實(shí)物
① 受力不均造成的孔橢圓現(xiàn)象;
② 喇叭孔現(xiàn)象;
③ 點(diǎn)蝕現(xiàn)象;
如圖1 所示,此殼體為我公司大修搖臂殼體,經(jīng)過(guò)拆卸、清洗、檢測(cè),一軸行孔、電機(jī)行孔、惰輪行孔各有一個(gè)孔超差。 現(xiàn)采用電刷鍍方法進(jìn)行孔位尺寸修復(fù)。
2.1 鍍前處理:因采煤機(jī)殼體長(zhǎng)期處于油池潤(rùn)滑狀態(tài),刷鍍前必須經(jīng)嚴(yán)格清理待修復(fù)孔的表面,清除油污,方可保證電刷鍍質(zhì)量。
2.1.1 用打磨工具( 角磨機(jī)、直磨機(jī))及拋光砂紙將待修復(fù)孔面銹蝕打磨去凈,直至孔面露出金屬光澤。 通過(guò)機(jī)械打磨,獲得合適刷鍍施工的待刷表面,保證了鍍層與基體的結(jié)合力。
2.1.2 用煤油噴燈烘烤待修復(fù)孔面,去除滲透油污,烤出油污即可。
2.1.3 用丙酮等有機(jī)溶劑繼續(xù)清洗,清除表面油污。
2.2 鍍前檢測(cè):用千分尺檢測(cè)孔面各方向超差超差,并在孔外側(cè)標(biāo)記。 標(biāo)記的目的在于后序刷鍍時(shí), 可根據(jù)內(nèi)孔面上每個(gè)位置尺寸缺失情況決定鍍層的厚度。
2.3 非鍍區(qū)遮蔽:為保護(hù)殼體,在待修復(fù)孔周邊非刷鍍區(qū)域用膠帶遮蓋或涂抹納米凝膠或其它方式保護(hù)殼體,并在孔內(nèi)、外側(cè)做導(dǎo)流槽,并放置好液體回收容器。
2.4 刷鍍步驟:修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)及過(guò)程如圖2。
圖2 修復(fù)過(guò)程圖
圖3 修復(fù)后效果展示
2.4.1 電凈:電凈溶液,目的為除油,觀察表面有白色泡沫時(shí)為正常,操作時(shí)間根據(jù)油污輕重控制時(shí)間,0.5min~1min,操作電壓為11.5V,正接;
2.4.2 清洗:用清水洗凈孔面,直至表面無(wú)掛珠現(xiàn)象;
2.4.3 活化:2 號(hào)活化溶液,目的為除銹、除氧化層,觀察表面為灰黑色為正常,直至被鍍面呈均勻、統(tǒng)一變色即可,操作電壓為11.5V,反接;
2.4.4 清洗:用清水洗凈孔面,沖洗凈殘留溶液即可;
2.4.5 活化:3 號(hào)活化溶液,目的為除雜質(zhì),觀察表面為均勻金屬本色( 淺灰色)即可,操作電壓8V~12V,反接;
注意事項(xiàng):如局部仍有色澤不統(tǒng)一處,用工業(yè)百潔布打磨擦拭,直至孔面色澤一致。
2.4.6 清洗:用清水洗凈孔面,沖洗凈殘留溶液即可;
2.4.7 鍍底層:4 號(hào)底鎳溶液,目的為刷鍍過(guò)渡層,提高鍍層與基體結(jié)合力,刷鍍0.002~0.005mm,觀察表面為均勻銀白色即可,操作電壓11.5V,正接;
2.4.8 清洗:用清水銑凈孔面,沖洗凈殘留溶液即可;
2.4.9 刷鍍離子冷焊層:離子冷焊液Ⅳ,按各個(gè)方向超差值刷鍍至要求尺寸即可,操作電壓為4V,正接;
2.4.10 清洗:用清水銑凈孔面,沖洗凈殘留溶液即可。
2.5 鍍后處理:刷鍍完成后,清除、拆卸上述過(guò)程中用于保護(hù)的膠帶等,回收刷鍍液并統(tǒng)一存放,并將清理殼體干凈,不允許有殘留物。 并用仿形模具修磨刷鍍面,按照由粗到細(xì)的順序修磨至平滑過(guò)渡并符合公差要求。 修復(fù)效果如圖3 所示。
本文介紹了采用電刷鍍技術(shù)修復(fù)大修采煤機(jī)殼體工藝方法,是一種修復(fù)成本低、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)效率高的新型維修方法,通過(guò)鍍層性能檢測(cè)滿足殼體要求,具有較廣的應(yīng)用前景。