汽车结构及零件的再制造工程

阐述了汽车运用中的再制造工程、汽车结构整体的修复与改制、磨损零件的堆焊、表面喷涂及喷熔技术、电刷镀及电火花强化和低成本自动化等方面的技术问题。     

基于电弧喷涂和电刷镀的快速制模技术

提出了1种电弧喷涂和电刷镀一体化的快速制模技术 ,该技术采用电弧喷涂工艺在母模表面快速沉积一层致密的低熔点金属薄壳 ,从而制作出模具的型腔 ,然后采用电刷镀工艺在模具工作表面刷镀强化涂层 ,以显著提高模具表面的硬度和耐磨性。并介绍了电弧喷涂和电刷镀一体化快速模具制造设备 ,所述快速模具制造方法和设备用于汽车新车型开发和样车试制 ,可以显著降低开发成本、缩短试制周期     

等离子与电弧喷涂Ni-Cr-Al涂层结合强度和磨粒磨损性能

采用等离子和电弧两种方法制备厚度不同的Ni-Cr-Al涂层,对比涂层在不同喷涂工艺下的组织结构、结合强度、涂层挠度和耐磨性能,并研究涂层结合强度和挠度随涂层厚度变化的规律.结果表明:涂层组织均呈现出典型的层状结构特征,界面结合良好.结合强度和挠度均随着厚度的增加而降低,当厚度＞0.5 mm时,等离子涂层的结合强度和挠度随厚度下降的幅度要大于电弧喷涂涂层,其中等离子涂层最大厚度为1.3 mm时结合强度为21.57 MPa,挠度为10.9×10-3in(l in=25.4 mm),而电弧喷涂涂层厚度为2.2 mm时的结合强度为22.79 MPa,挠度10.3×10-3in,涂层的绝对磨损量随着磨损时间的增加而升高,但相对磨损量则降低,涂层的磨损量随着磨损试验载荷的增大而增大.     

模具电刷镀PID控制修复研究

采用电刷镀PID控制修复方法进行3Cr2MnMo失效模具的修复试验,并与未进行电刷镀过程控制方法进行对比和分析。结果表明,与未进行过程控制修复工艺相比,电刷镀PID控制修复能使模具的表面硬度均匀性更好,有助于提高模具的表面硬度和在较高温度下保持良好的表面硬度,并显著改善模具修复后的耐磨性,200℃时磨损体积从62.3×10-3mm3减少至18.7×10-3mm3。     

电刷镀机械研磨复合沉积试验研究

在电刷镀过程中引入机械研磨，形成复合作用下的电化学沉积镀层。相对于常规电刷镀工艺进行的对比性试验表明：复合方式对改善电刷镀层的孔隙率、表面粗糙度及镀层内部的应力状态都有明显的效果。     

大型水压机柱塞的电弧喷涂

1200t水压机的主柱塞总长5520mm,最大直径860mm(在全长中占2510mm)。为修复最大直径上的磨损表面,选用了电弧喷涂工艺。采用沈阳工业大学研制的新型电弧喷涂设备,在磨损表面上喷涂铝青铜过渡层和4Cr13马氏体不绣钢硬化层。喷涂后通过了封孔处理。     

磨损轴件修复技术的研究

针对轴类零件在使用过程中常会出现磨损的情况,时轴类零件的磨损及其原因进行了分析,介绍了近年来轴类零件修复技术的发展,包括喷涂技术、滚花技术、镀覆技术和堆焊技术,并总结了这些修复工艺的特点和应用情况.喷涂技术适用范围广,可以实现零部件表面的一般修复,其缺点是修复层与基体间的结合强度低;滚花技术适用于超差量不大、要求不太严格的固定配合零件的修复加工;镀覆技术适用范围广,镀后不变形,结合强度较喷涂高;堆焊修复技术结合强度高.这为磨损轴类零件的修复方法的选用提供了借鉴意义.     

机械液压杆的表面喷涂与涂层耐磨性能研究

以低碳钢丝+10%WC粉末为原料,在机械液压杆表面进行了电弧喷涂+氩弧重熔处理,研究了电弧喷涂涂层和氩弧重熔涂层的显微组织、物相组成以及涂层的硬度和耐磨形貌。结果表明,经过电弧喷涂处理后的涂层由白色的铁素体和黑色的珠光体组成,局部区域可见棱角状和条状的WC白亮色区域。电弧喷涂涂层和氩弧重熔处理后的涂层的物相都由α-Fe、WC和W_2C组成。机械液压杆熔覆涂层和过渡区的显微硬度都高于基材。随着磨损时间的增加,机械液压杆表面涂层的磨损量不断增加,磨损机制主要为以粘着磨损为主带有微切削。     

面向汽车驱动桥壳半轴套管再制造的电刷镀技术研究

为了研究最适合用于汽车驱动桥壳半轴套管表面擦伤和腐蚀磨损再制造的电刷镀工艺,采用不同电刷镀工艺参数在40Mn钢半轴套管上制备电刷镀修复层,测试不同工艺条件下的镀层沉积速度和质量,并得出其变化规律.结果表明:刷镀电源占空比为70％的脉冲电刷镀工艺能有效地降低镀笔阳极和包套的磨损,获得较高的再制造效率,所得镀层结合力大,硬度高于半轴套管基体材料,表面比直流电刷镀层更加平整、致密,晶粒也更为细小,能够满足汽车驱动桥壳半轴套管表面擦伤和腐蚀磨损再制造的要求.     

提高电弧喷涂层与基体结合强度的新工艺

介绍一种新型电弧喷涂技术--粉末复合电弧喷涂技术。运用粉末复合电弧喷涂技术对轴类零件和轴承座内孔进行喷涂。在喷涂前,对轴类零件粗车螺纹并进行挤压,使基体表面形成钩子形状,增加喷涂层和基体的机械结合力;对轴承座内孔进行堆焊,将大表面分割成小表面,减少了喷涂层收缩时形成的裂纹,提高了喷涂层与基体的结合强度。这两种方法适合大型轴类零件的表面强化和修复。     

零件的焊补与热喷涂修复技术

焊补与电弧喷涂是常用的表面修复技术,焊补可以利用焊材与母材的熔合进行较大表面缺陷的修复,电弧喷涂则利用制备特殊的表面涂层进行一定尺寸磨损表面的修复.两者结合起来修复零件不仅可以取得更好的零件修复效果,还具有较好的经济性.以履带式拖拉机主传动轴的修复为例,详细说明了应用焊补和热喷涂相结合的方法对其进行修复的工艺过程.     

装备修复用铜合金涂层制备方法及应用研究

目的为解决某型舰水泵叶轮轮毂等装备关键部件修复的难点问题,对电弧喷涂制备的铜合金涂层进行了重点研究。方法通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、拉伸试验机、磨损试验机等对所制备的涂层的显微形貌、显微硬度、结合强度、抗冲蚀性能等进行了评定。结果采用电弧喷涂技术制备的铜合金涂层组织致密,涂层与基体之间的结合强度平均值为18.58 MPa,显微硬度平均值为187.5HV0.3,高于基体硬度,孔隙率平均值为4.1%,冲蚀角为30°和90°时,铜合金涂层的磨损质量分别为0.024 g和0.020 g,显示出优异的耐磨抗冲蚀性能。结论采用电弧喷涂技术在水泵叶轮轮毂表面制备了铜合金涂层,不仅恢复了原设计尺寸,而且大幅提升了水泵叶轮表面的耐磨抗冲蚀性能,同时基体不产生变形,不需要进行动平衡试验,节能节材,预计使用寿命可提高3倍以上。该技术可为大、新型装备其他关键铜质部件维修保障提供新思路和新方法。     

Electric arc deposition of carbon steel coatings with improved mechanical properties

To achieve high deposition rate and efficiency, electric arc spraying has been routinely used to deposit carbon steel coatings. Although retention of carbon in these coatings is poor due to the use of compressed air during spraying, the coatings are sufficiently hardened by brittle iron oxide inclusions to be suitable for hardfacing mechanical components used in mild adhesive and abrasive wear environments. However, carbon steel coatings can be employed for hardfacing mechanical components used in more aggressive wear environments, provided they are hardened by the carbon retention rather than by iron oxide inclu-sions. Therefore, to increase retention of carbon, reduce inclusion of iron oxides, and improve hardness and wear properties of carbon steel coatings, deposition experiments were carried out using an inexpen-sive nitrogen, which is produced on-site by a pressure swing adsorption or a membrane separation sys-tem, instead of compressed air during spraying.     

电弧喷涂技术在船用不锈钢油冷套中修复的应用

探讨电弧喷涂工艺参数变化对涂层组织，抗折弯性能的影响，试验结果表明：电压34V，电流150A时，涂层的抗折弯性能最佳，随着电压和电流的增加，抗折弯性能下降，涂层扁平粒子流散加剧，合金元素烧损加剧，用此工艺参数修复船用不锈钢油冷套，加之合理的喷涂工序与材料匹配，达到良好的修复效果。     

超音速电弧喷涂FeAINbB涂层的摩擦磨损行为

目的探讨FeAlNbB涂层的制备方法,研究FeAlNbB涂层的组织结构及摩擦磨损行为。方法通过超音速电弧喷涂技术制备FeAlNbB涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析FeAlNbB涂层的组织结构及相组成,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对FeAlNbB涂层的硬度及摩擦学行为进行研究。结果 FeAlNbB涂层主要由α-Fe、Fe_3Al、FeAl相组成,涂层的平均硬度为700HV。在试验参数下,涂层的摩擦系数在0.2~0.4之间,涂层的耐磨性为20#钢的12~33倍,涂层的磨损机理主要以犁沟效应和磨粒磨损为主。结论超音速电弧喷涂制备的FeAlNbB涂层与基体结合良好,组织致密。涂层中无非晶组织,但涂层的硬度、耐磨性能与FeAlNbB非晶态涂层相当。     

一种用于平面的电火花强化修复装置

研究了一种用于金属平面的电火花强化修复装置。经过SEM照片分析,MM200磨损试验,以及硬度梯度分布综合判断,该装置生成的强化修复层比较完整、有一定厚度,极大改善了零件表面的硬度和耐磨性。     

电火花沉积/堆焊技术试验研究

为了对不宜施焊的工程构件(如汽轮发电机转子)在加工、装配、运输及运行过程中出现的轧刀、加工超差、磕碰、磨损和拉毛等进行修复,对电火花沉积/堆焊工艺技术和沉积/堆焊层性能进行了试验研究,结果表明:电火花沉积/堆焊层与基体呈冶金结合,结合情况良好;对基体热输入小,热影响区很小且不会产生变形;选择合适的材料,可以使沉积/堆焊层与基体的性能基本接近.试验证明:电火花沉积/堆焊技术可以达到对上述缺陷进行修复的目的.     

磨损零件的激光熔覆修复实验研究

研究采用激光熔覆方法修复磨损的零件,将2Cr12基体材料与激光熔覆后的F321合金进行磨损对比实验的结果表明,激光熔覆后的F321合金的耐磨性是基体材料2Cr12的5倍,被修复的2Cr12零件其耐磨性大大提高.在较软的合金粉末中添加硬质相如WC等陶瓷颗粒时,可大大提高软性合金粉末的耐磨性.激光熔覆由软合金和硬质颗粒组成的复合粉末,能使硬质颗粒分散均匀.激光熔覆316L不锈钢熔覆层的实验表明,熔覆层内的硬度分布较均匀.     

电弧喷涂复合电刷镀实验研究

研究了电弧喷涂复合电刷镀涂层、镀层表面形貌以及断面金相组织和镀层耐磨性,得出影响复合镀覆层质量的主要因素。针对脉冲频率以及电压等参数变化对镀层表面结合性能及耐磨性的影响进行了研究和分析。结果表明:经电弧喷涂后的低熔点金属模具可以提高使用寿命。