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利用電鍍技術修復零件表面的探析

瀏覽次數: 日期:2015年5月5日

  無論是軍用還是民用的機電裝備,在錯綜復雜的環境中 運行,都不可避免的會遇到各種各樣的損傷。在自然運行條件 下,摩擦損傷是最為常見的一種損傷形式。它實質上是指零件 表面在互相接觸運動的狀態下,由于摩擦等因素引起金屬小 顆粒逐漸從表面脫落,并造成零件表面材料不斷流失,從而導 致其失去正常效能的一種破壞現象。依據摩擦損傷的具體狀 況和現象,又可將其分為粘著磨損、磨料磨損、接觸疲勞磨損、 腐蝕磨損、微動磨損、高溫氧化磨損以及沖蝕磨損等形式。對 于這一類失效零件,可以考慮在磨損零件表面鍍上一層耐磨 合金,恢復零件的尺寸精度和幾何形狀精度,使零件獲得第二 次甚至第三次生命。
  1 表面損傷修復的基本途徑
  一般來講,零件表面損傷修復的基本途徑,主要分為兩個 階段:一是零件受損表面的修復,二是受損表面尺寸和幾何形 狀精度的修復。
  以電鍍技術為基礎的鍍層獲得方法,是修復零件表面最 為有效的手段。電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中,在直 流電的作用下,以被鍍基體金屬為陰極,以欲鍍金屬或其他惰 性導體為陽極,通過電解作用,在基體表面上獲得結合牢固的 金屬膜的表面工程技術。電鍍能夠改善基體材料的外觀,賦予 材料表面的各種物理化學性能,如耐腐蝕性、裝飾性、耐磨性、 釬焊性以及導電、磁、光學性能等,具有工藝設備簡單、操作方 便、加工成本低、操作溫度低等特點,是表面工程技術中最常 用的方法之一。其工作原理如圖1所示。
  電刷鍍技術,是在普通鍍槽電鍍技術的基礎上發展起來 的一種新型表面工程技術。它采用專門研制的系列電刷鍍溶 液、各種形式的鍍筆和陽極,以及專用的直流電源,依靠包裹 著的浸滿溶液的陽極鍍筆,在接陰極工件表面擦拭,使得溶液 中的金屬離子在零件表面與陽極接觸的各點上發生放電結 晶,從而獲得鍍層的表面加工方法。其工作原理如圖2所示。
  2 磨損主軸的損傷分析
 ?。?)噪聲大;
 ?。?)用卡盤夾持毛坯進行車削加工時,出現較明顯顫動。 鑒于以上現象,首先分析為主軸磨損或主軸配合軸承磨 損或變形,決定對該機床進行拆卸,以便進一步觀察,做出維 修處理。拆卸主軸箱各零件,通過觀察和測量后發現,除主軸 發生摩擦損傷外,其他零件均無損傷失效現象。對于數控車床 而言,主軸是一個簡單但受力很復雜的關鍵性零件。首先,主 軸工作中要承受彎曲、扭轉等應力的綜合作用,要承受沖擊振 動,旋轉摩擦副還要承受不斷的摩擦作用,并且主軸與軸承和 皮帶輪配合的軸頸尺寸偏小,因此導致其配合接觸面磨損嚴 重。其次,由于主軸與軸承配合為過盈配合,其配合表面不斷 受到摩擦力的作用,所以在使用過程中發生自然磨損。另外, 在正常工作條件下,有時也由于受周圍環境溫度或介質的作 用,使機件的金屬表面逐漸產生磨損,而這種自然磨損是不可 避免的正?,F象。
  出現磨損后的工作面,不可能達到絕對的平整光滑,而是 存在一些微觀凸凹,所以軸與軸承的工作面互相接觸時,其實 際接觸面積將遠遠小于其名義接觸面積,這表明實際接觸面 積僅為局部的點接觸。由于上述原因,兩表面相互接觸時,其 微觀凸凹不平的地方必然會產生相互嚙合(嵌入)的現象。而 且由于實際接觸面積小,所以在接觸緊密的地方,其接觸應力 (或稱壓強)就非常大,使受力面的受力方向更加復雜,磨損的 速度加快。隨著磨損的加重,主軸轉動時伴隨較明顯振顫,較 長的工作時間和較大的工作量,導致磨痕逐漸加深,振顫更加 嚴重,表現在噪聲大,加工出的零件偏差滿足不了制造要求, 影響了正常的使用。

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