1、机电设备维修机电设备维修 吴先文吴先文 学习目标学习目标1.1.熟悉机械零部件修复工艺的分类和选用方法。熟悉机械零部件修复工艺的分类和选用方法。.了解机械零部件常用修复工艺的基本概念和工艺特点。了解机械零部件常用修复工艺的基本概念和工艺特点。.掌握机械零部件的修复工艺、注意事项和应用范围。掌握机械零部件的修复工艺、注意事项和应用范围。.熟悉机械零部件修理中常用工具和设备的使用方法。熟悉机械零部件修理中常用工具和设备的使用方法。.了解机械设备维修新技术、新工艺和新材料的应用情况。了解机械设备维修新技术、新工艺和新材料的应用情况。.树立安全文明生产和环境保护意识。树立安全文明生产和环境保护意识。任
2、务一任务一 了解机械零部件修复工艺了解机械零部件修复工艺 机机械设备在使用过程中，由于其零部件会逐渐产生磨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、性能和损、变形、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，需要及时进行维护和修理。要及时进行维护和修理。一、一、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，能减少备件贮备，从而减少资金的占用，能 取得取得节节约的效约的效果。果。（2）减少更换件制造，
3、有利于缩短设备停修时间，提减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设备高设备利用率。利用率。（3）减少制造工时，节约原材料，大大降低修理费用减少制造工时，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利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性能，延能，延长零件使用寿命。尤其是对于大型零件、贵重零件和长零件使用寿命。尤其是对于大型零件、贵重零件和加工周加工周期长、精度要求高的零件，意义就更为重要。期长、精度要求高的零件，意义就更为重要。二、修复工艺的选择修复工艺的选择 用用来修复机械零件的工艺很多，如图来修复机械零件的工艺很多，如图3l3l所示，是目所示，是目
4、前较普遍使用的修复工艺。前较普遍使用的修复工艺。图图3l 3l 零件的修复工艺零件的修复工艺 选选择机械零件修复工艺时应考虑的几个因素：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各种修复工艺能达到的修补层厚度各种修复工艺能达到的修补层厚度 图图3232是几种主要修复工艺能达到的修补层厚度。是几种主要修复工艺能达到的修补层厚度。图图32 32 几种主要修复工艺几种主要修复工艺能达到的修补层厚度能达到的修补层厚度1 1镀铬镀铬 2 2滚花滚花 3 3钎焊钎焊 4 4振动电弧堆焊振动电弧堆焊 5 5手工电弧手工电弧堆焊堆焊 6 6镀铁镀铁
5、7 7粘补粘补 8 8熔剂层下电弧堆焊熔剂层下电弧堆焊 9 9金属喷金属喷涂涂 1010镶加零件镶加零件 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 修修补层物理性能，如硬度、加工性、耐磨性及密补层物理性能，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。实性等，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对精度有一定要求的零件，主要考虑修复中的受热变形和修复后的刚度。热变
6、形和修复后的刚度。7 7从经济性上加以考虑从经济性上加以考虑 如如一些易加工的简单零件，有时修复还不如更一些易加工的简单零件，有时修复还不如更换经济。换经济。任务二任务二 机械修复法机械修复法 一、一、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 对机械设备的动配合副中较复杂的零件修理时可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不考虑原来的设计尺寸，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、表面粗方法恢复其磨损部位的形状精度、位置精度、表面粗糙度和其它技术条件，从而得到一个新尺寸，这个尺糙度和其它技术条件
7、，从而得到一个新尺寸，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寸即称为修理尺寸。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，理尺寸制作新件或修复，保证原有的配合关系不变，这种方法便成为修理尺寸法。这种方法便成为修理尺寸法。例如，轴、传动螺纹、键槽和滑动导轨等结构都可以例如，轴、传动螺纹、键槽和滑动导轨等结构都可以采用修理尺寸法修复。但必须注零件的强度和刚度仍应符采用修理尺寸法修复。但必须注零件的强度和刚度仍应符合要求，必要时要进行验算，否则不宜使用该法修理。对合要求，必要时要进行验算，否则不宜使用该法修理。对于表面热处理的零件，修理后仍应具有足够的硬度
8、，以保于表面热处理的零件，修理后仍应具有足够的硬度，以保证零件修理后的使用寿命。证零件修理后的使用寿命。零零件修复中，机械加工是最基本、最重要的方法。多件修复中，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，最终达到配合数失效零件需要经过机械加工来消除缺陷，最终达到配合精度和表面粗糙度等要求。精度和表面粗糙度等要求。二、二、镶加零件修复法镶加零件修复法 配配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，增加合零件磨损后，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部分，以恢复原一个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的部分，以恢复原有零件精度，这样的方法称为
9、镶加零件修复法。常用的有有零件精度，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。扩孔镶套、加垫等方法。如如图图3333所示，在零件裂纹附近局部镶加补强板，一所示，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。般采用钢板加强，螺栓联接。图图33 33 镶加补强板镶加补强板图图34 34 镶加零件修复法镶加零件修复法如如图图3434所示，为镶套修复法。所示，为镶套修复法。如如图图3535所示为机床导轨的凹坑，可采用镶加铸铁塞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。的方法进行修理。严严重磨损的机床导轨，可采用镶加淬火钢镶条的方重磨损的机床导轨，可采用镶加淬火
10、钢镶条的方法进行修复，如图法进行修复，如图3636所示。所示。图图35 导轨镶铸铁塞导轨镶铸铁塞图图36 36 床身镶加淬火钢导轨床身镶加淬火钢导轨 三、三、局部修换法局部修换法 有有些零件在使用过程中，往往各部位的磨损量不均匀，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。有时只有某个部位磨损严重，而其余部位尚好或磨损轻微。如如图图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
11、修换。图37b37b是在保留的轮载上，铆接重制的齿圈的是在保留的轮载上，铆接重制的齿圈的局部修换。图局部修换。图3737c是局部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37 37 局部修换法局部修换法 四、四、塑性变形法塑性变形法 塑性材料零件磨损后，为了恢复零件表面原有的尺寸精塑性材料零件磨损后，为了恢复零件表面原有的尺寸精度和形状精度，可采用塑性变形法修复。度和形状精度，可采用塑性变形法修复。五、五、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。局部磨损后可调头使用。如图
12、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，在旧所示，联接螺孔也可以转过一个角度，在旧孔之间重新钻孔。孔之间重新钻孔。图图38 38 键槽换位修理键槽换位修理图图39 39 螺孔换位修理螺孔换位修理 六、六、金属扣合法金属扣合法 金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，达到修复目的的械方式将损坏的机件重新牢固地联接成一体，达到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。工艺方法。它主要适用于大型铸件裂纹或
13、折断部位的修复。按按照扣合的性质及特点，可分为强固扣合、强密扣合、优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。级扣合和热扣合四种工艺。.强固扣合法强固扣合法 该该法适用于修复壁厚为法适用于修复壁厚为8 840mm40mm的一般强度要求的薄壁的一般强度要求的薄壁机件。机件。.强密扣合法强密扣合法 在在应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外，对于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，应采用强密扣合法漏的零件，应采用强密扣合法 优级扣合法优级扣合法 主主要
14、用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件，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。如水压机横梁、轧钢机主梁、辊筒等。.热扣合法热扣合法 热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裂纹及折断面。机身的裂纹及折断面。综综上所述，可以看出金属扣合法的优点是：使修复的机件上所述，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，可具有足够的强度和良
15、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（厚度缺点主要是薄壁铸件（厚度8mm8mm）不宜采用，波形键与波形）不宜采用，波形键与波形槽的制作加工较麻烦等。槽的制作加工较麻烦等。任务三任务三 焊接修复法焊接修复法 利利用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于修补零件缺陷时称为补修补零件缺陷时称为补焊。焊。焊接修复法的特点如下：焊接修复法的特点如下：焊接修复法的优点是：结合强度高；可以修复大部分金属焊接修复法的优点是：结合强度高；
16、可以修复大部分金属零件因各种原因（如磨损、缺损、断裂、裂纹、凹坑等）零件因各种原因（如磨损、缺损、断裂、裂纹、凹坑等）引起引起的损坏；可局部修换，也能切割分解零件；可用于校正形状，的损坏；可局部修换，也能切割分解零件；可用于校正形状，对零件进行预热和热处理；修复质量好、生产率高；成本低，对零件进行预热和热处理；修复质量好、生产率高；成本低，灵活性大；多数工艺简便易行，不受零件尺寸、形状、场地及灵活性大；多数工艺简便易行，不受零件尺寸、形状、场地及修补层厚度的限制，便于野外抢修。修补层厚度的限制，便于野外抢修。不足之处：热影响区大，容易产生焊接变形和应力，以及不足之处：热影响区大，容易产生焊接变
17、形和应力，以及裂纹、气孔、夹渣等缺陷；对于重要零件，焊接后须进行去应裂纹、气孔、夹渣等缺陷；对于重要零件，焊接后须进行去应力退火处理，以消除内应力；不宜修复较高精度、细长、薄壳力退火处理，以消除内应力；不宜修复较高精度、细长、薄壳类零件。类零件。一、钢制零件的焊修 机机械零件所用的钢材料种类繁多，其可焊性差异很大。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，可焊性就越焊性就越差。差。一般低碳钢、中碳钢、低合金钢均有良好的焊一般低碳钢、中碳钢、低合金钢均有良好的焊接性，焊修这些钢制零件时，主要
18、考虑焊修时的热变形问题。接性，焊修这些钢制零件时，主要考虑焊修时的热变形问题。但一些中碳钢、合金结构钢、合金工具钢制件焊修时残余应但一些中碳钢、合金结构钢、合金工具钢制件焊修时残余应力大，易产生裂纹、气孔和变形，为保证精度要求，必须采力大，易产生裂纹、气孔和变形，为保证精度要求，必须采取相应的技术措施。取相应的技术措施。铸铸铁在机械设备中的应用非常广泛。灰口铸铁主要用于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，球墨铸铁已在部分零件中取制造各种支座、壳体等基础件，球墨铸铁已在部分零件中取代铸钢而获得应用。代铸钢而获得应用。二、铸铁零件的焊修 .焊接焊接方法方法分类
19、分类 铸铸铁件的焊修分为热焊法和冷焊法。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，焊后再加铸铁热焊是焊前将工件高温预热，焊后再加热、保温、缓冷。热、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、劳动条件好等优点，因此得到广泛的应用。等优点，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，然后对零件的损坏处补焊，以减
20、少焊接应力与变形，这个部位然后对零件的损坏处补焊，以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 铸铸铁冷焊多采用手工电弧焊，其工艺过程简要介绍如下：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。全断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 焊焊接场所应无风、暖和。采用小电流、快速接场所应无风、暖和。采用小电流、快速焊，光点焊
21、定位，用对称分散的顺序、分段、短段、分层交叉、焊，光点焊定位，用对称分散的顺序、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，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，使焊件应力松弛，并且焊缝温度下降到使焊件应力松弛，并且焊缝温度下降到6060左右不烫手时，再焊左右不烫手时，再焊下一道焊缝，最后焊止裂下一道焊缝，最后焊止裂孔。孔。（3 3）焊后检验与加工焊后检验与加工 打打磨铲修后，修补缺陷，便可使用磨铲修后，修补缺陷，便可使用或进行机械加工。或进行机械加工。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
22、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318 318 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31
23、9319 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 三、非铁金属零件的焊修 机机修中常用修中常用的非铁金的非铁金属材料有铜及铜合金、铝合金等，与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、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、熔点低，高温时脆性较大、强度低，很容易氧化，因此焊接比熔点低，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
24、的操作技术，并采取必要的技术较复杂、困难，要求具有较高的操作技术，并采取必要的技术措施来保证焊修质措施来保证焊修质量。量。铜及铜合金的焊修工艺要点如下：焊修时首先要做好焊前铜及铜合金的焊修工艺要点如下：焊修时首先要做好焊前准备，对焊丝和工件进行表面处理，并开出坡口；施焊时要对准备，对焊丝和工件进行表面处理，并开出坡口；施焊时要对工件预热，一般温度为工件预热，一般温度为，注意焊修速度，按，注意焊修速度，按照焊接规范进行操作，及时锤击焊缝；气焊时一般选择中性焰，照焊接规范进行操作，及时锤击焊缝；气焊时一般选择中性焰，焊条电弧焊则要考虑焊修方法；焊修后需要进行热处理。焊条电弧焊则要考虑焊修方法；焊修
25、后需要进行热处理。四、钎焊修复法 采采用比基体金属熔点低的金属材料作钎料，将钎料放在焊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，利用液态钎料润湿基体金属，填充接头间隙并与基体金属度，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扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊。焊。.钎焊种类钎焊种类 （）硬钎焊用熔点高于（）硬钎焊用熔点高于的钎料进行钎焊称为的钎料进行钎焊称为硬钎焊，如铜焊、银焊、铝、锰、镍、钼等及其合金。硬钎焊，如铜焊、银焊、铝、
26、锰、镍、钼等及其合金。（）软钎焊用熔点低于（）软钎焊用熔点低于的钎料进行钎焊称为的钎料进行钎焊称为软钎焊，也称为低温钎焊，如锡焊等。软钎料还有铅、铋、镉、软钎焊，也称为低温钎焊，如锡焊等。软钎料还有铅、铋、镉、锌等及其合金。锌等及其合金。.特点及应用特点及应用 不需特殊焊接设备，易操作。但钎焊较其他焊接方法焊缝不需特殊焊接设备，易操作。但钎焊较其他焊接方法焊缝强度低，适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂面的修复，强度低，适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂面的修复，尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷补修。尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷补修。例例-某机床导轨面产生划伤和研
27、伤，采用锡铋合某机床导轨面产生划伤和研伤，采用锡铋合金钎焊的工艺过程。金钎焊的工艺过程。（）锡铋合金焊条的制作（成分为质量分数）在铁制容器内投入 的锡和的铋，完全熔化后迅速注入角钢槽内，冷却凝固后便成为焊条。（）焊剂的配制（成分为质量分数）将氯化锌（）、氯化亚铁（）、蒸馏水（）放入玻璃瓶内，用玻璃棒搅拌至完全溶解后即可使用。（）焊前准备 ）先用煤油等擦洗干净，用氧乙炔焰烧除油污。）用稀盐酸去污渍，再用细钢丝刷反复刷擦，直至露出金属光泽，用脱脂棉蘸丙酮擦 ）迅速用脱脂棉蘸上号镀铜液涂在待补焊部位，直到染上一层均匀的淡红色。）用同样的方法涂擦号镀铜液，直到染成暗红色为止。（）施焊将焊剂涂在焊补部位
28、及烙铁上，用已加热的0000 的电烙铁或纯铜烙铁往复移动涂擦。（）焊后检查和处理 五、五、堆焊堆焊 采采用堆焊法修复机械零件时，不仅可以恢复其尺寸，而且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表面性能，使其更为耐用，从而可以通过难焊材料改善零件的表面性能，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类。两类。1 1手工堆焊手工堆焊 手手工堆焊是利用电弧或氧乙炔火焰来熔化基体金属和焊工堆焊是利用电弧或氧乙炔火焰来熔化基体金属和焊条，采条，采用手工操作进行的堆焊方用手工操作进行的堆
29、焊方法。法。工艺要点如下：工艺要点如下：（）正确选用焊条（）正确选用焊条 （）防止堆焊层硬度不符合要求（）防止堆焊层硬度不符合要求 （）提高堆焊效率（）提高堆焊效率 （）防止裂纹（）防止裂纹 2 2自动堆焊自动堆焊 自自动堆焊与手动堆焊与手工堆焊相比，具有工堆焊相比，具有堆焊层质量好、生堆焊层质量好、生产效率高、成本低、产效率高、成本低、劳动条件好等优点，劳动条件好等优点，但需专用的焊接设但需专用的焊接设备。备。任务四任务四 热喷涂修复法热喷涂修复法 定义：定义：用用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，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
30、件表面上形同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形成一层覆盖层的过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之达到成一层覆盖层的过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之达到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。这两种工艺总称为热喷涂。或喷熔。这两种工艺总称为热喷涂。一、一、热喷涂的分类及特点热喷涂的分类及特点 热热喷涂技术按所用热源不同，可分为氧乙炔火焰喷涂与喷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多种
31、方法。喷涂材料有丝状和粉末状两种。喷涂等多种方法。喷涂材料有丝状和粉末状两种。热热喷涂技术的特点如下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）喷涂时工件表面温度低（一般为）喷涂时工件表面温度低（一般为70708080），不会引），不会引起零件变形和金相组织改变。起零件变形和金相组织改变。（4 4）可赋予零件以某些特殊的表面性能，达到节约贵重材）可赋予零件以某些特殊的表面性能，达到节约贵重材料、提高产品质量、满足多种工程技术和高新技术的需要。
32、料、提高产品质量、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）对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。二、热喷涂在机械设备维修中的应用 热热喷涂技术在机械设备维修中应用广泛。对于大型复杂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，以的零件如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴须、电动机转子轴，以及机床导轨和溜板等，采用热喷涂修复其磨损的尺寸，既不及机床导轨和溜板等，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
33、；大型铸件的缺陷，采用热喷涂进产生变形又延长使用寿命；大型铸件的缺陷，采用热喷涂进行修复，加工后其强度和耐磨性可接近原有性能；在轴承上行修复，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；还可以根据需要喷制防护层等。根据需要喷制防护层等。三、氧乙炔火焰喷涂和喷焊 在在设备维修中最常用的就是氧乙炔火焰喷涂和喷焊。设备维修中最常用的就是氧乙炔火焰喷涂和喷焊。氧氧乙炔火焰喷涂时使用氧气与乙炔比例约为乙炔
34、火焰喷涂时使用氧气与乙炔比例约为1111的中性焰，的中性焰，温度约温度约31003100，其设备与一般的气焊设备大体相似，主要包括，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。喷枪。氧气和乙炔供给装置以及辅助装置等。喷喷枪是热喷涂的主要工具，目前国产喷枪分为中小型和大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，适应性强。大型喷枪主要用于对大型零件的喷焊，生产喷焊，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。效率高。（一）（一）氧乙
35、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、表面预加工、表面粗化和预热几道工序。包括工件清洗、表面预加工、表面粗化和预热几道工序。2 2喷涂结合层喷涂结合层 对对预处理后的工件应立即喷徐结合层，喷涂结合层可提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、喷砂处理易变形的情况下，尤为适变形的情况下，尤为适用用。结合层的厚度一般为结合层的厚度一般为.10.10.15.15，喷涂距离为，喷涂距离为1801800000。若厚度太厚，会降低工
36、作层的结合强度，并。若厚度太厚，会降低工作层的结合强度，并造成喷涂工作层厚度减少，且经济性也不好。造成喷涂工作层厚度减少，且经济性也不好。3 3喷涂工作层喷涂工作层 结合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 喷喷涂后应注意缓冷。涂后应注意缓冷。当喷涂层的尺寸精度和表面粗糙度不能满足要求时，当喷涂层的尺寸精度和表面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。可采用车削或磨削的方法对其进行精加工。（二）氧（二）氧乙炔火焰喷焊乙炔火焰喷焊 氧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乙炔火焰喷焊与基体之间结合主要是原子扩散型冶金结
37、合，结合强度是喷涂结合强度的合，结合强度是喷涂结合强度的1010倍左右，氧乙炔火焰喷焊倍左右，氧乙炔火焰喷焊对工件的热影响介于喷涂与堆焊之间。对工件的热影响介于喷涂与堆焊之间。1 1 氧乙炔火焰喷焊的特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表面。）可根据工件需要得到理想的强化表面。（3 3）喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层表面光洁，）喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层表面光洁，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
38、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表面强化。工件的表面强化。2 2 氧乙炔火焰喷焊工艺氧乙炔火焰喷焊工艺 氧氧乙炔火焰喷焊工艺与喷涂大体相似，包括喷前准备、喷乙炔火焰喷焊工艺与喷涂大体相似，包括喷前准备、喷粉和重熔、喷焊后处理等。粉和重熔、喷焊后处理等。四、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
39、粒子高速喷到工件表面而形成喷涂层使其雾化，使熔融金属粒子高速喷到工件表面而形成喷涂层的一种工艺方法。的一种工艺方法。五、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表面电镀是利用电解的方法，使金属或合金沉积在零件表面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效零件的尺寸，而且可以提高零件表面的耐磨性、硬度和失效零件的尺寸，而且可以提高零件表面的耐磨性、硬度和耐腐蚀性，以及其它用途等。耐腐蚀性，以及其它用途等。一、一、镀铬镀铬 1.1.镀铬层的特点镀铬层的特点 镀镀铬层的特点是：硬度高（铬层的特点是：硬度高（800800
40、1000HV1000HV，高于渗碳，高于渗碳钢、渗氮钢），摩擦因数小（为钢和铸铁的钢、渗氮钢），摩擦因数小（为钢和铸铁的50%50%），耐磨性），耐磨性高（高于无镀铬层的高（高于无镀铬层的2 25050倍），导热率比钢和铸铁约高倍），导热率比钢和铸铁约高40%40%；具有较高的化学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀；具有较高的化学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀性强；镀铝层与基体金属有很高的结合强度。性强；镀铝层与基体金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 镀镀铬层应用广泛。可用来修复零件尺寸和强化零件表面，铬层应用广泛。可用来修复零件尺寸和强化零件表面，如补偿零件磨损失去
41、的尺寸。如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如下：（1 1）镀前表面处理）镀前表面处理（2 2）施镀）施镀（3 3）镀后检查和处理）镀后检查和处理 此此外，除应用镀铬的一般工艺外，目前还采用了一些新外，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、三价铬镀的镀铬工艺，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。铬、快速自调镀铬等。当当电解液的温度在电解液的温
42、度在9090以上的镀铁工艺，称之为高温以上的镀铁工艺，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。在镀铁。所获得的镀层硬度不高，且与基体结合不可靠。在5050以下至室温的电解液中镀铁的工艺，称之为低温镀铁。以下至室温的电解液中镀铁的工艺，称之为低温镀铁。当当磨损量较大，又需耐腐蚀时，可用镀铁层做底层或中磨损量较大，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。间层补偿磨损的尺寸，然后再镀耐腐蚀性好的镀层。三、三、局部电镀局部电镀 在在设备大修理过程中，经常遇到大的壳体轴承松动现象。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
43、镶套法，费时费工；用轴承外环镀铬的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法，则给以后更换轴承带来麻烦。方法，则给以后更换轴承带来麻烦。二、二、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。若若在现场利用零件建立一个临时电镀槽进行局部电镀，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，如图即可直接修复孔的尺寸，如图323323所示。对于长大的轴类所示。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。零件，也可采用局部电镀法直接修复轴上的局部轴颈尺寸。图图323 323 局部电镀槽的构成局部电
44、镀槽的构成1-1-纯镍阳极空心圈纯镍阳极空心圈 2 2电解液电解液 3 3被镀箱体被镀箱体 4 4聚氯乙烯薄膜聚氯乙烯薄膜 5 5泡沫塑料泡沫塑料 6 6层压板车层压板车7 7千斤顶千斤顶 8 8电源设备电源设备 四、四、电刷镀电刷镀 电电刷镀是在镀槽电镀基础上发展起来的新技术，在刷镀是在镀槽电镀基础上发展起来的新技术，在2020世世纪纪8080年代初获得了迅速发展。过去用过很多名称，如涂镀、年代初获得了迅速发展。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。快速笔涂、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 如如图图
45、324324所示，为电刷镀的工作原理示意图。电刷镀时工所示，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。刷镀笔上的阳极包裹着棉花和棉纱布，蘸上刷镀专用的电解液，与笔上的阳极包裹着棉花和棉纱布，蘸上刷镀专用的电解液，与工件待镀表面接触并作相对运动。接通电源后，电解液中的金工件待镀表面接触并作相对运动。接通电源后，电解液中的金属离子在电场作用下向工件表面迁移，从工件表面获得电子后属离子在电场作用下向工件表面迁移，从工件表面获得电子后还原成金属离子，结晶沉积在工件表面上形成金属镀层。随着还原成金属离子，结
46、晶沉积在工件表面上形成金属镀层。随着时间延长，镀层逐渐增厚，直至达到所需要的厚度。镀液可不时间延长，镀层逐渐增厚，直至达到所需要的厚度。镀液可不断地蘸用，也可用注射管、液压泵不断地滴入。断地蘸用，也可用注射管、液压泵不断地滴入。图图324 324 电电刷镀工作原理示意图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，倍，辅助时间少，生产效率高。
47、生产效率高。（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，不会引起变形和金相组织变化。金相组织变化。（5 5）镀层厚度可精确控制，镀后一般不需机械加工，可）镀层厚度可精确控制，镀后一般不需机械加工，可直接使用。直接使用。（6 6）操作安全，对环境污染小，不含毒品，储运无防火）操作安全，对环境污染小，不含毒品，储运无防火要求。要求。（7 7）适应材料广，常）适应材料广，常用金属材用金属材料基本上都料基本上都可用。可用。3.3.电刷镀的应用范围电刷镀的应用范围 电电刷镀技术近年来推广很快，在设备维修领域其应用范围刷镀技术近年来推广很快，在设备维修领域其应用范
48、围主要有以下几个方面：主要有以下几个方面：（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）改善零件表面的性能。）改善零件表面的性能。（4 4）修复电气元件。）修复电气元件。（5 5）用于去除零件表面部分金属层。）用于去除零件表面部分金属层。（6 6）通常槽镀难以完成的项目，如盲孔、超大件、难拆难）通常槽镀难以完成的项目，如盲孔、超大件、难拆难运件等。运件等。（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表面准备溶液
49、、沉积金属溶液、刷镀溶液根据用途分为表面准备溶液、沉积金属溶液、去除金属用的溶液和特殊用途溶液。去除金属用的溶液和特殊用途溶液。电刷镀的主要设备是专用直流电源和刷镀笔，此外还有一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。目前已研制成功的些辅助器具和材料。目前已研制成功的SDSD型剧镀电源应用广泛，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。它具有使用可靠、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 清整工件表面至光洁平整，如脱脂、除锈、清整工件表面至光洁平整，如脱脂、除锈、去掉飞
50、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表面。一步通电处理工件表面。（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干燥。
