热喷涂修复压缩机曲轴.PDF

发布时间:2016/11/29 22:49:15

   两台型号为D - 18/10 - 27 二列对称平衡型往复式压缩机 ,一开一备 ,上海压缩机厂制造。1999 年 3 月 ,由于低压电系统发生故障 ,造成润滑油泵停运 ,致使 5 组主轴瓦及连杆瓦全部烧毁 ,两个十字头的 4 片滑履全部损坏。直径 200mm 宽 130mm 的主轴轴颈和曲轴轴颈表面有 5 处严重拉伤 ,出现环状沟纹 ,深达 50~60μm ,呈龟裂的过热烧灼状。经检验内部完好 ,但不能继续使用。通过探讨,决定采用表面修复技术对损坏的曲轴进行修复。

    1. 修复原则

    并非所有废旧零部件都适宜修复。总体来说 ,可修复的零部件应满足下列条件:

    (1) 修复成本明显低于新件购入价格 ,而低成本易耗件不值得修复。

    (2) 修复件能达到原件的尺寸精度、粗糙度、硬度、强度、刚度等技术条件。

    (3) 修复件的寿命至少能维持生产中允许的最小维修周期。

    压缩机曲轴是精度高外形尺寸较大的零件 ,修复的重点是保证曲轴修复面的尺寸精度 ,整体的形位公差要求。曲轴材料为 45 号钢 ,对热喷涂有良好的适应性。虽然结合力 (30MPa) 较低 ,孔隙率较高。但由于修复面为轴颈 ,在有润滑的情况下具有微孔的金属喷涂层有极好的抗磨效果。喷涂时工件温升比较低,这样不会引起基体金相组织改变和工件的变形。

    2. 电弧热喷涂工艺过程

    (1) 表面预处理  对曲轴的各个部位进行形状公差检查,有超差之处采用车削的方法,去除各损坏部位的疲劳氧化层 ,直到见到新基体组织为止。对各重要表面进行无损检测 ,确认没有缺陷后 ,再进行下一道工序。

    (2) 表面粗化处理  粗化基体表面可以增大基体与喷涂层的接触面积,增强基体与喷涂层间的结合强度,喷涂层不易剥落,使修复面的使用寿命得以提高。粗化处理既可以用车削细

小螺纹或环形槽的方法,也可以采用喷砂、粗磨的方法。表面车螺纹的方法效果最佳,但由于曲轴表面车削螺纹比较困难,因此采用喷砂表面粗磨的方法,使表面粗糙度 Ra ≥12.4μm。

    (3) 预热及保护  预热可以净化表面,去除表面上吸附的油污和水分,消除曲轴的部分残余应力,还可以防止金属熔滴喷到工件表面上时的骤冷,使喷涂层和基体间的收缩应力差值减小 ,可防止涂层脱落。预热时可以采用氧乙炔火焰对工件进行均匀加热 ,温度控制在 90~105℃。不喷涂的重要表面用保温层包裹起来,以免金属熔滴飞溅其上损伤表面。

    (4) 喷涂底层  采用镍铝合金焊丝,这种焊丝材料是发热型的,能与基体金属形成微冶金结构,增强结合强度。但这个喷涂层机械加工性能不好,因此只作为喷涂底层用,厚度控制在0.1~0.6mm ,不能过厚。

    (5) 喷涂工作层  工作层材料为镍铬合金。喷涂时,应将喷涂电流、压缩风调整到工艺要求的适当值,待电弧将合金焊丝熔化成熔融状,再用压缩风雾化成熔滴喷至工件表面。连续喷涂的每层厚度应 ≤0.2mm。喷涂层的总厚度 (含机加工余量) 一般为0.3~0.6mm。

    (6)机械加工  曲轴自然冷却至常温后 ,便可进行机械加工。通过粗、精车、磨削加工,使修复表面达到尺寸精度要求。修复后的表面,应均匀无裂纹、夹杂等缺陷,硬度在45HRC以上。

    3.效果

    采用热喷涂技术对曲轴修复 ,机组的修理工期只有10天,修理费用3.5万元。试运转轴瓦温度等指标全部正常 ,投入正常运行3个月后,对润滑油进行铁谱检测合格。运行1年后停机检查 ,曲轴修复面完好如初,无脱皮剥落和磨损现象,该机组现已安全运行了4年。

但修理时应注意 ,由于喷涂层是多孔组织 ,虽然有利于润滑 ,但也容易发生腐蚀;喷涂层与基体结合力不是很强 ,远不如堆焊结构 ,因此在具有腐蚀性介质、干摩擦条件及有冲击的重负荷表面 ,不宜采用热喷涂修理。 

 

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