机电产品再制造技术及装备目录,水泵抗汽蚀磨

作者: betway必威官网  发布:2019-09-07

发布部门: 工业和信息化部 科学技术部 发布文号: 工信部联节〔2012〕198号 各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化、科技主管部门: 为引导再制造技术装备研发,推动先进适用工艺技术及装备的示范应用和推广,加快提升再制造产业技术水平,在各地推荐、专家评审基础上,我们组织编制了《机电产品再制造技术及装备目录》。现印发你们,请据此指导和支持有关企业、科研院所等加强研发攻关,推进示范应用和推广。有关要求如下: 一、加强组织领导。各级工业和信息化、科技主管部门要密切协调配合,切实加强对机电产品再制造技术及装备研究开发和应用推广工作的组织领导,积极支持搭建产学研用合作机制和平台,充分发挥行业协会及科研院所等单位支撑作用,进一步促进再制造技术进步,提升再制造装备水平,为再制造产业发展奠定坚实的技术基础。 二、强化分类指导。对研究开发类,要紧紧围绕企业再制造工艺装备需求,强化供需对接,引导各方面科技资源加大投入;对产业化示范类,要积极组织实施产业化示范项目,加强技术验证和评估;对应用推广类,要进一步加大推广力度,扩大应用范围和领域。 三、加大支持力度。优先支持再制造相关科技创新项目及企业技术中心等建设。支持和鼓励建设再制造技术开发平台和产业创新战略联盟,联合攻克关键共性再制造技术。各级工业和信息化主管部门要积极引导企业实施再制造技术装备产业化示范和应用推广技术改造项目,优先纳入技术改造等资金渠道予以支持。各级科技主管部门要大力支持再制造领域重大关键共性技术装备研发,择优列入相关科技专项予以支持。支持再制造领域相关企业、单位积极研究起草相关标准,完善再制造标准体系。 四、加强技术交流。结合再制造产业发展及技术装备应用情况,搭建技术交流平台,推进再制造技术交流。组织召开重点再制造技术现场交流会、推介会,鼓励再制造企业及科研院所举办或参与展览展示活动,推动广泛应用先进适用再制造技术装备。 附件:机电产品再制造技术及装备目录.doc 工业和信息化部 科学技术部二〇一二年四月二十八日附件机电产品再制造技术与装备目录中华人民共和国工业和信息化部中华人民共和国科学技术部二○一二年四月目 录一、再制造成形与加工技术 3二、再制造拆解与清洗技术 7三、再制造无损检测与寿命评估技术 9附录:典型机电产品再制造技术及装备 11一、再制造成形与加工技术序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别1 激光熔覆成形技术 汽车工业、机械工业、石化工业、冶金工业等领域铁基零部件裂纹、掉块、腐蚀、磨损、变形等部位 在被涂覆基体表面上,以不同的填料方式放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化,快速凝固后形成稀释度极低、与基体金属成冶金结合的涂层,从而显着改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能,实现金属零部件表面或三维损伤的再制造成形。 解决激光三维成形的尺寸精度控制以及性能提升技术问题。对比换件维修而言,三维损伤激光熔覆再制造成形只需消耗可以弥补三维损伤部位等体积的材料,节材效果显着,成本较低,具有良好的经济、资源和环境效益。 产业化示范2 等离子熔覆成形技术 汽车工业、机械工业、石化工业、冶金工业等领域金属零部件裂纹、掉块、腐蚀、磨损、变形等部位 利用高温等离子体电弧作为热源,熔化由送粉器输送的合金粉末,在被修复工件表面重新制备一层高质量、低稀释率、具有优异耐高温、耐磨、耐腐蚀的强化层,实现金属零部件表面或三维损伤的再制造成形。 通过等离子熔覆成形技术制备的工作层,在恢复零件尺寸的同时进一步提升零件的表面服役性能,实现产品的再制造。设备简单可靠,成形效率高。 产业化示范3 堆焊熔覆成形技术 工业机械重载装备的中型、大型金属结构件 堆焊熔敷再制造成形技术的关键是根据零部件的失效特征设计合适的堆焊材料和自动化成形工艺,并且结合工业机器人的高精度、高灵活性,以及优质高效的数字化脉冲焊接设备,有效的保证了再制造产品的质量。 堆焊熔覆再制造成形技术制备的高性能堆焊层,在恢复零件尺寸的同时进一步提升零件的表面服役性能,使再制造后零部件服役寿命不低于新品。再制造的成本仅为新品的1/10左右,且节能、节材效果明显。 产业化示范序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别4 高速电弧喷涂技术 汽车工业、机械工业、石化工业、冶金工业等领域金属零部件腐蚀、磨损、变形等部位 通过机器人夹持高速电弧喷涂枪,控制喷枪在空间进行各种运动,使得喷枪能够按照设定的程序自动实现喷涂作业,采用高压空气流作雾化气流,获得性能优异的喷涂涂层。 采用机器人自动化高速电弧喷涂技术对报废的零部件实施再制造,根据零件表面的失效特征设计合适的喷涂材料及工艺,在零件表面制备的高性能涂层,恢复了零件尺寸的同时进一步提升零件的表面服役性能,使再制造后零部件服役寿命不低于新品。 产业化示范5 高效能超音速等离子喷涂技术 汽车工业、机械工业、石化工业、冶金工业等领域金属零部件腐蚀、磨损、变形等部位 以高温的超音速等离子射流为热源,借助等离子射流来加热、加速喷涂材料,使喷涂材料达到熔融或半熔融状态,并高速撞击经预处理的零件表面,经扁平凝固后形成性能优异的喷涂涂层。 根据零件表面的失效特征设计合适的喷涂材料及工艺,使零部件表面得到强化,恢复零件尺寸并提高零件表面的耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化等性能,提高零件的使用寿命。 产业化示范6 超音速火焰喷涂技术 冶金工业、石化工业、造纸等领域需耐磨、耐腐蚀、耐高温设备 经过高温、高速将金属及其合金、金属陶瓷粉末熔化成熔融状冲击经预处理的零件表面,使其表面能致密、均匀地附着一层喷涂涂层,且涂层与基体结合强度高。 超音速火焰喷涂制备涂层厚度、耐磨性、耐蚀性方面均优于电镀硬铬层,而且性价比也高于电镀硬铬层,是替代电镀硬铬技术的优先技术。 应用推广序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别7 纳米复合电刷镀技术 坦克、舰船、飞机、汽车、机床等军用装备和民用装备重要零部件 金属离子在电场力的作用下扩散到工件表面,形成复合镀层的金属基质相;纳米金属颗粒沉积到工件表面,成为复合镀层的颗粒增强相,纳米颗粒与金属发生共沉积,形成复合刷镀层。 将纳米技术与传统的电刷镀技术结合起来,在金属基镀液中加入纳米陶瓷颗粒,制备了纳米颗粒复合电刷镀液及镀层,研究其使用性能发现,该技术在耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗疲劳性能等方面相对于传统电刷镀技术都有大幅提升,可用于装备损伤零部件的再制造及产业化应用。 应用推广8 铁基合金镀铁再制造技术 各种类型的柴油机及相关机械的曲轴、直轴等贵重零部件 在无刻蚀镀铁技术的基础上,在单金属镀铁液中加入适量的镍、钴等合金元素,获得Fe、Ni、Co合金镀层,使其比单金属镀铁层具有更好的力学性能。并在镀铁前后采取有效的处理方法,保证修复后工件的使用寿命,达到再制造标准要求。 可实现铁、镍、钴三元合金共沉积,得到铁基合金镀层。一次镀厚能力强,并能反复施镀,解决了大型零部件一次镀厚能力的难题,提高生产效率,大大降低了生产成本,首次在国内外实现了舰船、机车大型曲轴等关键零部件的铁基合金镀铁的批量再制造,使用安全可靠,且工期短,费用低。 应用推广9 金属表面强化减摩自修复技术 各类机械设备的发动机、减速器、轴承及使用润滑油的机械摩擦磨损部位,适用处于边界润滑条件下的齿轮传动装置 主要是以润滑油、脂为载体,将自主开发的微纳米减摩自修复材料输送到摩擦副表面,利用摩擦过程中产生的瞬间高温、高压作用,使自修复材料表面的不饱和键与摩擦表面的金属离子形成化学键结合,形成一层类金属陶瓷表面改性强化修复层,实现金属摩损表面的原位修复,并可显着降低摩擦表面的粗糙度,改善设备的润滑状态。 主要解决机械设备运行中的磨损自修复问题,以及我国机械设备精度不高、噪声较大、渗漏油等问题,提高和保持机械设备的使用精度,延长其使用寿命,降低维修费用,节约资源和能源,提高机械设备的可靠性。该技术可广泛用于机械摩擦磨损部位,实现金属零部件运行中的不解体修复,减少机械设备运行能耗5%~15%。 产业化示范序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别10 类激光高能脉冲精密冷补技术 机械零部件划伤、点蚀等表面微区损伤,沟槽、薄壁等特型表面以及裂纹、缺损等部位 该技术利用瞬时高能量集中的电脉冲在电极和工件之间形成电弧,在氩气保护下,使焊补材料和工件迅速熔结在一起,实现热影响区相对较小的冶金结合。 用以实现机械零部件表面微区损伤、特型表面、以及特种失效的再制造难题,是一种高精度、高结合强度、热影响区较小的新型焊补技术,其焊补质量可达到激光焊的效果。特别适用于划伤点蚀、沟槽薄壁、裂纹缺损,以及形状复杂、位置特殊的表面失效再制造。 产业化示范11 金属零部件表面粘涂修复技术 各类金属零部件内外沟槽、内孔磨损,以及难以焊补的诸多零部件各种缺陷 表面粘涂技术是将填加特殊材料的粘胶剂涂敷于零件表面,以赋予表面特殊功能(如耐磨损、耐腐蚀、绝缘、导电、保湿、防辐射)的一项表面新技术。表面粘涂是在零件表面形成功能涂层,达到并超越原技术性能指标。 对设备零部件出现的磨损,沟槽,不良划痕等进行粘涂修复,可以恢复零部件精度,还使其性能大大提高,使用寿命增加2-3倍。 应用推广12 再制造零部件表面喷丸强化技术 承受交变载荷,主要以疲劳失效或腐蚀疲劳失效的再制造零部件表面 喷丸强化就是高速运动的弹丸流连续向零件表面喷射过程。弹丸流的喷射如同无数小锤向金属表面捶击,使金属表面产生极为强烈的塑性形变,形成表面硬化层。 具有强化效果显着,成本低、能源消耗少,适应性好、用途广泛等特点。此技术已被公认为最经济、有效的防治金属零部件过早疲劳失效的技术。 产业化示范二、再制造拆解与清洗技术序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别1 拆解信息管理系统 工程机械 通过先进的信息化手段,解决拆解过程中物流信息难于管理的问题,从而提高生产效率。 解决拆解过程中物流信息难于管理的问题,实现拆解物料的信息化管理及跟踪。 研究开发2 工程机械结构件销轴与轴套无损拆解技术 工程机械结构件 通过使用专用接头连接销轴注油孔和油泵油管,采用油泵产生压力并形成油膜,实现拆卸工作,并使用托架支撑被拆工件,避免被拆件掉落发生危险或工件损坏。 可避免因人工用钢管或拉马冲击拆解而导致轴套及销轴表面拉伤或端面尺寸变形,降低劳动强度、并可保证零件尺寸不发生变化。 研究开发3 液压油缸活塞杆无损拆解技术 液压油缸 通过研究拆卸时无冲击、拆卸后不损伤螺纹的拆卸技术与装备,实现保护活塞杆螺纹的无损拆解。 避免因手工拆解造成的活塞杆螺纹损伤。 研究开发4 泵车支腿、转塔无损拆解技术 混凝土泵车 可实现泵车支腿和转塔连接轴的拆解,泵车臂架系统中各连接轴的拆解,支腿油缸与支腿连接轴的拆解。 解决泵车支腿和转塔连接处因锈蚀、变形等原因无法正常拆解的难题,并提高拆解效率。 研究开发5 电机轴承拆解技术 电机轴承 采用专业的拆解设备,将轴上的轴承完好拆解,防止轴承的损坏。 可避免因电机轴承拆解不当等原因而造成的轴承报废,实现电机轴承无损拆解。 研究开发序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别6 高效喷砂绿色清洗与表面预处理技术 工程机械 基于传统喷砂技术原理,通过机器人或变位机夹持喷枪按照设定路径行走,在压缩空气的作用下,磨料通过喷枪以高速喷射到待处理表面,通过改变磨料成分、组成、粒径、配比和喷砂工艺,可分别或同时实现待处理表面的污染物去除、表面粗糙度控制、残余应力优化、润湿性改善和表面适当强化等预处理过程。 实现废旧零部件表面清洗、预处理和强化过程的一体化,提高再制造的质量和效率,降低再制造成本。同时减少预处理过程对环境、人员和清洗表面的负面作用,具有显着的经济和环境效益。 产业化示范7 废旧工程机械零部件高温高压清洗技术 工程机械 高温高压清洗技术利用电机带动的柱塞泵经加压至高压后,最后由高压喷枪喷出。在整个清洗过程中能够将零部件表面的水泥垢、油垢等脏污通过冲蚀、剥蚀、切除、打击进行去除。 高温高压清洗技术为物理清洗技术,采用了半自动化清洗设备,减轻了工人的劳动强度。 研究开发8 废旧工程机械零部件超声清洗技术 工程机械 超声清洗技术是将高频电能转换成机械能之后,产生振幅极小的高频震动并传播到清洗槽内的溶液中,在换能器的作用下,清洗液的内部将不断地产生大量微小的气泡并瞬间破裂,每个气泡的破裂都会产生数百度的高温和近千个大气压的冲击波,从而清理零件表面以及狭缝中存在的污垢,达到零件所需要的清洁度要求。 超声清洗技术采用水基溶液清洗,循环利用清洗液,减轻了工人的劳动强度,消除了煤油清洗作业过程中易燃易爆的安全隐患。 研究开发序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别9 废旧工程机械零部件表面油漆清除技术 工程机械 研究废旧工程机械零部件再制造适用的物理清除油漆的工艺,让再制造毛坯达到再制造加工需求的表面状态,以利于后续零件的检测、修复或再制造加工,研究适合废旧工程机械零部件的油漆清洗工艺和设备,实现油漆的高效去除。 根据再制造产品生产流程,旧件回收、拆解以后需要对零件表面有油漆的零件进行油漆清除工作,让零件回归毛坯原本状态,以利于后续零件的检测、修复和重新涂装,防止由于表面油漆存在而引起检测不准确,妨碍修复工序及影响再制造零件的外观质量。 研究开发三、再制造无损检测与寿命评估技术序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别1 再制造毛坯缺陷综合无损检测技术 装备机械零部件表层和内部缺陷 基于材料与声、电等能场的作用原理,利用涡流和超声无损检测理论和方法,实现零件材料的表层及内部缺陷检测。涡流检测零件表层缺陷,零件无需前处理,操作工艺简单,可实现自动化作业。超声检测借助表面耦合剂或水浸方式检测零件内部缺陷,可实现自动化作业。 涡流/超声波综合无损检测技术关键是在零部件失效分析基础上设计合适的检测探头及检测方法,并结合检测信号的分析处理,有效保证再制造毛坯质量性能的评价,最终为毛坯能否再制造提供确切的参考依据。 产业化示范序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别2 再制造零件表面涂层结合强度评价技术 装备机械零部件表面涂层 实现在复杂的工厂现场对外形各异的再制造零件表面涂层进行便捷的、高可靠度的结合强度检测。 解决压入过程中声发射信号随机性和易受干扰性的难题,在大样本空间下,探索涂层界面开裂与声发射信号反馈的特征关系。 研究开发3 再制造零件服役寿命模拟仿真综合验证技术 装备机械再制造零部件 基于有限元分析和热力学理论耦合建立高仿真、高普适度的有效模型,实现通过模型对再制造零件服役安全寿命的估算和控制;结合已有条件建立具有针对性的典型零件实车验证平台。 解决不同材料性质和载荷条件下再制造零件服役平台的仿真能力问题,解决不同性质再制造零件的融合和耦联所带来的材料学、动力学和热力学相关问题。 研究开发4 再制造零件动态健康监测技术 装备机械再制造零部件 针对不同的再制造零件的本体结构和服役工况,解决合理布置传感器和信号接收装置的问题,同时保证实时信号在传输过程中最大程度的减小衰减和散射,确保断裂信号可以实时准确的反馈出再制造零件的服役状态和损伤水平。 实现对再制造零件服役过程的在线健康监测,捕捉再制造零件的临界失效状态,并给出实时的预警信息,有效避免再制造零件突然失效的发生。 研究开发5 发动机曲轴疲劳剩余寿命评估技术 中重型车辆发动机曲轴 通过特型专用探头均速采集曲轴R角部位金属磁记忆信号,并提取特征参量,经专用软件处理,获得评价结果。 可检测出无裂纹但存在过度疲劳损伤的曲轴,避免该类曲轴作为再制造毛坯件而造成再制造质量的安全隐患。 产业化示范附录:典型机电产品再制造技术及装备序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别1 发动机缸体等离子熔覆技术 汽车发动机缸体 发动机缸体经过长里程数的运行之后,缸壁的行磨纹支撑率等参数会过度磨损,使得发动机性能和机油消耗等无法达到正常指标。在此,我们可以通过等离子涂覆技术,修复发动机缸体表面,使其恢复原始的设计尺寸,再进行镗缸、行磨,使缸体得到重复的利用。 等离子涂层表面物理性能稳定,耐磨性能好,完全可以满足工艺的原始设计要求。采用等离子喷涂技术,还可以避免在再制造过程中,采购昂贵的非批量的特殊尺寸的活塞和活塞环,从而节省再制造的成本。 研究开发2 发动机曲轴激光再制造技术 汽车发动机曲轴 常规修复工艺如堆焊、电刷镀、热喷涂等工艺方法存在变形量大或结合强度不理想等缺陷,采用激光熔覆从理论上可以弥补上述工艺方法的不足,达到熔覆层与机体的冶金结合,并通过新材料的优选实现曲轴使用性能和寿命的提高,恢复曲轴轴颈原标准尺寸,以实现曲轴再制造。 主要解决曲轴轴颈修理尺寸达到极限或局部超过极限尺寸造成曲轴报废的问题,.满足曲轴使用要求的激光熔覆材料的选择和研发,确定激光熔覆最佳工艺参数,控制激光熔覆时曲轴变形和熔覆层裂纹,制定了激光熔覆后的精加工工艺。 研究开发3 发动机内孔电刷镀技术 汽车发动机内孔零部件 通过数字控制器将电镀刷伸入到发动机孔内,然后在发动机孔内上下运动,电镀刷喷出电镀液,在电镀刷盒发动机加载正负极电压,就可以均匀将镀液刷在缸孔内。 通过数控方法,在发动机内孔表面制造出纳米晶镀层,使废旧的发动机或其它零件在综合性能上达到原型新品件。 研究开发序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别4 CVT无级变速器再制造技术 汽车CVT无级变速器 开发针对CVT无级变速器再制造的拆解,清洗,装备及检测的专用工具及设备,制定了一套完善的再制造作业指导书和相关的企业标准。 针对故障及废旧CVT无级变速器进行再制造。整个工艺主要分为拆解,零件性能检测,清洗,损坏零件修复,装配,测试这六大环节。再制造产品的质量和性能可达到新品的质量要求。 应用推广5 汽车转向器再制造技术 汽车电液转向助力泵 通过对国外转向助力泵技术的消化吸收、自主研发,对废旧转向泵进行拆解、清理、整形、部件测试或自产ECU替换方式,使废旧转向器性能提升。 汽车电液转向助力泵主要原材料为铝材、铜材、钢材、永磁材料、塑料件等材料构成,每年可直接重新利用有色金属材料约50吨,填补了国内电控液压转向助力泵的空白。 应用推广6 柴油机典型零部件再制造技术 柴油机零部件 采用电焊、电镀、配轴瓦、金属扣合等方法,使修理后的零部件性能恢复,尺寸满足图纸的技术要求,保持整机良好的工作状态。 主要用于船用设备的修理,经过多年生产实际证明,同时也适用于在民用设备及其他大型设备部件的再制造方面推广,并可以在用户现场进行维修,使用户可以缩短维修周期、降低成本、最大程度的提高设备紧急修理价值。 应用推广7 汽车起动机和发电机再制造技术 汽车起动机和发电机 主要是通过对偶发故障期的废旧的汽车起动机和发电机部件进行拆解后,运用先进的表面处理、修复以及过程的检测匹配等技术,使其达到甚至超过新产品的性能。在售后市场进行销售,减少新配件的制造量。 废旧汽车起动机和发电机的回收再利用,减少浪费、减少环境污染,有效降低资源能源消耗、减少废弃物排放。发电机循环再利用的配件比例约72%,起动机循环再利用的配件比例约68%,资源综合利用量在70%以上。 应用推广序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别8 大型发电机再制造技术 大型发电机 通过对已损坏发电机进行检测,制定合理的修复方案,运用先进的维修设备及工艺工装技术,将损坏的绕组及零部件进行更换或修复,使其产品性能和质量达到甚至超过新产品。主要工艺有绕组修复、机械零部件修复,加强绕组绝缘工艺以及性能检测。 使用大型发电机再制造技术修复的发电机的性能质量可达到或超过新品,但其生产周期较短,节约原材料,并可在原有基础上通过加强绝缘和提高机械强度等工艺增强发电机的安全性和使用寿命。 应用推广9 废旧油管再制造技术 油田油管 把报废油管预处理后,利用自主知识产权的发明专利技术,用金属冶金结合填充腐蚀、磨损的油管内壁,内衬陶瓷层防腐、耐磨,提高油管使用寿命5倍以上。 将80%的报废油管再制造,解决油管在油田生产中的腐蚀、磨损问题。 应用推广10 轮式通井机再制造技术 油田轮式通井机 研究石油通井机再制造总体方案、车架、井架、分动箱、绞车再制造工艺技术。 主要解决产品正常使用过程中,出现的机械磨损、密封件老化和电路系统老化等障碍。可以实现废旧轮式通井机的性能恢复。 研究开发11 重型支承辊堆焊再制造技术 冶金工业 利用埋弧堆焊工艺,将已使用后失效的轧辊工作层进行恢复,并通过选择适当的堆焊工艺及材料,恢复工作层的性能,使轧辊恢复原有的工作性能。 轧辊通过堆焊修复,可以重复堆焊5次左右,大大节省了新备件的制造工作,节省大量金属资源及备件制造过程中的能源消耗,社会效益和环境效益明显。 应用推广12 板坯连铸扇形段辊子明弧焊复合工艺技术 冶金工业 将工作表面已失效的辊子采用明弧焊工艺进行堆焊重新制作新的工作层,使其恢复到新产品的性能,可以实现通过选择合适的焊接材料使辊子工作层的性能大大提高,使之更加符合工作要求,既延长辊子使用寿命,又节省了制造新辊所需的材料和能耗。 由于实现了废旧辊子的再生利用,大大节省了新备件的制造工作,节省大量金属资源及备件制造过程中的能源消耗,社会效益和环境效益明显。 应用推广序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别13 冷轧辊类热喷涂再制造技术 冶金工业 采用超音速火焰喷涂或者等离子喷涂技术,将满足于工况需求的粉体材料加热至熔融或半熔融状态,以极高的速度冲击到经过预处理的表面,形成保护层,实现辊子的再制造。 热镀锌锌锅沉没辊涂层突破了涂层结合强度、抗锌渣粘附能力、耐磨性能等关键技术瓶颈,使得带钢质量大大提高。涂层具有良好的抗Mn积瘤、抗Fe积瘤性能和高温耐磨性能。冷轧工艺辊涂层具有良好的耐磨性能以及粗糙度保持性能,解决了辊面粘附异物的难题,且使用寿命长。 产业化示范14 连铸结晶器再制造技术 冶金工业 采用电镀、热喷涂等方法对结晶器表面进行改性处理,经过表面处理再制造的结晶器不仅是对结晶器尺寸上的修复,使之重复使用,而且赋予了结晶器表面高强度、高韧性、优越耐腐蚀性能、抗磨损性能和抗热疲劳性能,大大提高结晶器表面性能,使得结晶器的寿命大大延长。 该技术自主创新开发了连铸结晶器电镀Co-Ni镀层技术、电镀Ni-Co镀层技术、热喷涂涂层技术、涂层高结合力表面前处理技术。再制造连铸结晶器的使用寿命提高了3~5倍,大大提高了连铸作业率和连铸坯质量、降低炼钢运营成本。 产业化示范15 冶金轴承再制造技术 冶金工业 冶金轴承,预定的时间周期结束后,部分零件已达到寿命,虽然仍有大部分零件可继续使用,但可能导致轴承的精度降低、游隙将变大,甚至超出规定的指标,轴承的性能已经不能满足装备的要求,因此必须进行轴承更换,换下的轴承可返厂修复,进行再制造。 利用磨削磨损零件进行修复加工,使原产品60%的零件得到了再利用,节约了大量的原材料,并降低了能源消耗,减少了污染物的排放。 产业化示范16 冶金装备备件热喷涂再制造技术 冶金工业 利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层。具备防腐、耐磨、抗高温、抗氧化等一系列特殊功能,使其达到延长使用寿命,节约材料、能源的目的。 是实现备件长寿化的一项重要工艺技术,大大节约了备件用量。同时使得废旧备件可再生利用,其经济效益和社会效益较为明显。 应用推广序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别17 液压支架立柱再制造技术 矿山采煤机械设备 主要是修复矿用液压支架双伸缩立柱外缸、中缸和活柱表面。采用激光熔覆技术或高温旋压的工艺对矿用液压支架双伸缩立柱缸筒内覆不锈钢的方法对立柱进行全面修复。 激光熔覆再制造技术、工艺及配套装备已趋于成熟,可实现支架立柱的批量化再制造。精选覆合材料,在缸筒的两端找平、缸口附近倒角、高温旋压等操作工艺已基本成熟,产品修复试验获得了初步的成功,使用该工艺修复液压油缸成本大约可节约2/3,油缸寿命比原油缸可延长2-3倍。 产业化示范18 煤机重载元件再制造技术 矿山采煤机械设备 以锚杆钻车重载元件-链轮和钻箱输出轴为研究对象,采用理论计算与试验相结合的方式,并应用先进表面工程技术,实现重载元件再制造,同时也为后续其它元件的再制造积累宝贵的实践经验。 元件表面处理、表面修复等先进表面工程技术的应用研究。.表面覆层裂纹控制技术的研究,必须保证再制造后的元件没有裂纹出现。元件缺陷检测技术的研究。根据缺陷的形成原因、位置、尺寸等实际情况,建立不同的修补方法。 研究开发19 矿用链轮再制造技术 矿山采煤机械设备 研究制造废旧、磨损链轮修复的堆焊焊丝,试验堆焊焊丝的各项性能直至符合要求。使用专用设备对使用过的废旧、磨损链轮的疲劳情况进行评估,确定最终的修理方案,改进并进行工业性试验。 以恢复尺寸、提升性能的堆焊技术为依托,产学研相结合,引入堆焊新材料,对影响使用可靠性和使用寿命等因素进行了综合分析,实验及改进。 研究开发20 矿用刮板输送机再制造技术 矿山采煤机械设备 通过对煤矿刮板输送机刮板、链轮、中部槽等零部件磨损失效分析,选择一系列耐磨堆焊焊条,对磨损失效部位提供硬度HRC20~62的耐磨层,修复部件使用寿命达到或超过原部件使用寿命。 修复成本为新部件的三分之一,价格为新部件的二分之一,解决了煤矿机电设备部件更换成本高,新部件供货不及时的矛盾,为检修单位增加就业机会和经济效益,为国家节约了钢铁资源,减少了环境污染。 应用推广序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别21 工程机械齿轮再制造技术 工程机械混凝土机械 泵车回转支承长期使用后外齿轮部份局部断齿,无法与主动轮齿轮正常配合,泵车整车再制造时,如果将齿轮报废,回转支承整件无法使用,通过研究与试验,采取合适的工艺修复断齿。 恢复齿轮的断齿的尺寸及性能,实现废旧齿轮再制造,节约了大量的原材料,并降低了能源消耗,减少了污染物的排放。 研究开发22 混凝土泵车油缸、销轴等零部件再制造技术 工程机械混凝土机械 采用电刷镀技术、冷焊技术、堆焊技术及退铬并重新镀铬技术实现油缸、销轴等轴类零部件的再制造,探索油缸和轴类零件再制造工艺路线,完成油缸及轴类零件再制造工艺规范。 恢复油缸、销轴等的尺寸及性能,实现油缸、销轴等轴类零部件的再制造,节约了大量的原材料,并降低了能源消耗,减少了污染物的排放。 研究开发23 混凝土泵车传动件激光熔覆再制造技术 工程机械混凝土机械 利用高能激光束辐照到待加工材料表面使之迅速熔化、扩展及快速凝固,在基材表面形成具有特殊性能的冶金结合层的工艺,它可形成与常规性能不同的优质合金熔覆层。 运用该技术对失效齿轮进行再制造后,可挽救分动箱、回转支承、回转减速机的整体使用寿命,经激光再制造的齿轮在耐磨性和强度等指标方面均不低于同类新品。 研究开发24 混凝土泵车关键耐磨件高速电弧喷涂再制造技术 工程机械混凝土机械 是在原始电弧喷涂技术的基础上通过改进喷涂设备和材料而形成的。该技术以电弧为热源,将熔化的金属丝用高速气流雾化,熔滴以高速的飞行速度喷射到零件表面形成高质量的涂层。涂层组织结构致密,在耐磨、防腐等方面表现优越。 研制一种具有高耐磨性能的材料,用于混凝土泵车混凝土缸内表面修复。运用该技术,在修复受损混凝土缸内表面镀铬层的基础上,可大幅提高其耐磨、防腐性能。 研究开发序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别25 大型机床滑动导轨再制造技术 大型机床 机床导轨通常与床身一体,通过实际试验证明,可将磨损导轨面机加工去除,镶嵌机械性能较好的铸锡锌铅青铜板,加工恢复至原先导轨高度,可恢复机床使用性能。 采用镶嵌铸锡锌铅青铜板代替原铸铁导轨,可以大大降低修复及生产的成本,并可达到与原机床产品相同的机械使用性能。 产业化示范26 大型镗杆副再制造技术 大型落地镗床 在保证镗杆副硬度的前提下,通过重磨镗轴或铣轴,并更换与其配合的静压轴承套,恢复镗杆副的精度。 对于落地镗床因为磨损、研伤造成镗杆副精度下降,无需更换新的镗杆副,只要对原有镗杆副修复加工,便可恢复其精度,节约成本和时间。 产业化示范27 铁路重载货车轴承再制造技术 铁路重载货车轴承 按照再制造理念,初步建成了重载轴承大修磨装线和配套的磷化线,按照相关文件和产品图样的要求编制了相关技术文件和管理规章,已完成首批再制造产品并通过铁道部台架试验。 铁路重载货车轴承再制造利用磨削、超精工艺对磨损零件进行修复加工,使原产品85%的零件得到了再利用,节约了大量的原材料,并降低了能源消耗,减少了污染物的排放。 应用推广28 打印机硒鼓再制造技术 打印机硒鼓 通过修复技术对其塑胶件、感光鼓、充电辊、磁辊、显影辊等部件进行物理性能恢复后,确定配件间及与碳粉的兼容影响关系,制定合理匹配后所生产的产品完全能够达到并在某些性能指标上超过原有水平。硒鼓再制造过程是指通过对用毕硒鼓拆解、清洗、喷涂、装配、检测,对磁辊、充电辊、感光鼓等核心部件进行再生修复达到新品性能,从而实现再利用的过程。 硒鼓再制造过程的管理严格按照再制造产品的生产要求及技术要求进行,从工艺流程及操作规范入手进行科学管理,每一道工序都形成了完整可靠的制度管理文件或标准手册,以保证再制造产品的质量及成本控制合理化。 产业化示范序号 名 称 适用领域 主要内容 解决的主要问题 类别29 大型水压机模具的再制造技术 大型铸造材料模具 通过合理改制淘汰模具,以达到用于新规格产品的压制。修复和加固报废模具,恢复其功能 ,重新投入使用,延长其使用寿命。主要采取焊接方式修复裂纹,并对模具进行适当加固,提高其强度。 通过合理改制淘汰模具,以达到用于新规格产品的压制,满足生产要求。修复和加固报废模具,恢复其功能,重新投入使用,延长其使用寿命。采用对铸铁模具用镍基焊材冷焊形式进行修复,而对铸钢模具进行预热采用高韧性超低氢的碳钢焊条补焊修复,由于该焊接材料韧性好,扩散[H]含量低,成功解决了以前铸钢件补焊只能采用镍基或不锈钢焊材难以用碳钢补焊的难题。 应用推广30 压缩机转子再制造技术 轴流压缩机,离心压缩TRT,汽轮机,增压机,往复式压缩机曲轴及离心泵的转子 综合采用等离子表面喷焊、微弧等离子、冷金属过渡及激光技术等多种表面工程领域的新技术,使制备的熔覆层与母材达到完全冶金结合,实现转子尺寸恢复和性能提升,可以抵抗冲击载荷和交变载荷的苛刻作用。 对失效和报废的压缩机转子进行再制造,使其恢复或超过原技术性能和应用价值的工艺技术。 研究开发31 胶辊再制造技术 印刷、皮革、印染、造纸、钢铁、纺织等领域胶辊 再制造技术采用重复利用旧胶辊轴芯,通过更换或部分更换胶辊表面橡胶层。 采用适用不同环境的胶辊配方及旧胶层的粘合技术,解决胶辊表面修复问题,实现系列胶辊再制造。 应用推广32 电站高温高压阀门等离子喷焊再制造技术 机械、电力、石油化工等行业 利用高温等离子体电弧作为热源,在损坏的高温高压电站阀门密封面上重新制备一层高质量、低稀释率、具有优异耐高温性能、耐冲刷的强化层,使报废的阀门重新恢复到可用状态的再制造工艺方法。 和常规的手工堆焊方法相比,等离子喷焊再制造技术得到的焊层质量优异,可以用较少的粉末消耗得到满足质量要求的密封面,节省大量贵重的钴基合金。全机械化操作,生产效率高,工人劳动强度低。 应用推广

核心提示:内燃机再制造技术内核:活用“加减法”

水泵抗汽蚀、磨损防护技术的研究进展

内燃机再制造技术内核:活用“加减法”

水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题,传统的表面保护材料及工艺已远远不能满足水泵抗汽蚀、磨蚀的要求。为了增强水泵过流部件表面抗汽蚀、磨蚀的能力,除了采用不锈钢或其它硬质合金材料来制造叶片、叶轮室外,还对表面保护技术进行不断的试验研究。本文对其进展叙述如下。1 表面保护技术研究现状11 表面保护技术简介111 非金属涂层的研究我国在20世纪60、70年代就开始将环氧树脂及其复合物应用于水泵进行抗磨蚀保护。在20世纪80年代又相继开发了复合尼龙涂层、聚氨酯类涂层、仿陶瓷涂层以及橡胶涂层等非金属涂层。另外有一些使用速钛胶、橡胶、搪瓷、陶瓷、玻璃等材料形成的非金属涂层,由于加工工艺复杂等原因使用较少。20世纪90年代,在工业领域还引进了美国Devcon修复剂、ARC复合涂料、人造橡胶涂层等高分子聚合物材料。这些非金属涂层材料在泵站恶劣的使用环境下,往往因涂层与金属基体结合能力差以及材料本身硬度不够,很难达到{TodayHot}预期的抗汽蚀、抗磨蚀效果。112 金属涂层的研究[2]在水泵抗磨蚀表面保护技术中还广泛采用金属表面保护层。使用较多的是焊条堆焊和线材喷涂。利用不锈钢焊条的堆焊法可保证焊层与基体有很高的结合强度,但堆焊法冲淡率大,焊层厚而不匀且加工余量大,对工件基体材料的可焊性要求高。经堆焊法处理的水泵叶片表面,一般在堆焊处未发生汽蚀破坏前,在堆焊点周围又迅速发生新的汽蚀破坏,直至堆焊层底部。线材喷涂所形成的不锈钢雾状颗粒涂层以机械结合为主,不太适用于水泵冲击载荷和抗汽蚀的修复。对于一些大型的水泵工件,如大口径轴流泵叶轮室,可以在表面镶嵌一层不锈钢板来增加抗磨蚀能力。但这种方法需将工件送至大型水泵厂专门加工、车削、镶嵌、焊接,费用贵、周期长,非一般泵站所能实施。合金粉末喷涂是在线材喷涂基础上发展起来的。与堆焊法相比,成型美观平整,厚度易于控制,冲淡率小,方法简便,热源易得,加工不受气候、场地的限制。但由于喷涂层是由高速喷射到基体表面的半熔融状态的合金粉末微粒一层一层地有规则地叠加形成的,属于层状结构,其物理特性具有方向性,而且在喷涂过程中,每颗粉末微粒均出现凝结、收缩、变形等现象而在涂层中发展成一种内应力,因此合金粉末喷涂一般只用于汽蚀和磨蚀不太严重的中小型水泵的表面保护。12 表面保护材料和工艺的要求121 表面保护材料的技术要求抗磨蚀涂层必须具有[1]:很高的强度和硬度以抵抗汽蚀、磨蚀的破坏;具有一定的韧性,以吸收冲击能量;具有很高的粘结强度,以保证涂层在泵内30~35m/s的高速水流冲击下不会剥落;涂层材料必须价格适中,才能保证在大中型泵站及量大面广的农村中小型泵站中推广使用;涂层材料应无毒,非易燃、易爆品,便于保管运输,不污染周围环境。122 加工工艺要求为了保证表面保护技术的推广和应用,加工工艺必须做到:工艺简单,能够为不同程度的操作者所掌握;加工中所使用的工具应是在市场中易于购得或是一般泵站维修工作中所必备,且价格适中,无需特殊和昂贵的设备;工艺应不受季节和周围环境的影响,保证泵站在冬、春季节维修期内能够进行;涂层不需要特殊的保温养护,涂覆后能快速固化或投入使用,以{HotTag}缩短维修周期。2 合金粉末喷焊技术的进展喷焊防护技术是随着低熔点粉末材料的研制成功而在喷涂和堆焊基础上发展起来的一种金属表面保护技术。由于喷层经历重熔过程,涂层致密无孔,表面光滑平整,具有节约材料、质量好、效率高的优点,喷焊层表面硬度可高达HRC60~70,可以几倍甚至十几倍的延长水泵过流部件的使用寿命。21 喷焊合金粉末材料的优化211 优化要点为了保证喷焊层的质量,防止工件变形和涂层裂纹的产生,涂层材料研究优化的技术路线为:通过配比优化,改变硬化相的颗粒尺寸、数量及结晶晶粒度的大小,以获得合理的组织结构形态及分布状态。根据水泵汽蚀、磨蚀的特点,有针对性地调整材料的性能指标,既保证材料优异的抗磨蚀性,又可较大限度地抑制或减少裂纹的产生,提高可焊性。确定合理的技术参数和工艺参数,改善涂层使用条件下的拘束状态。212 合金粉末的基本成分和配比根据水泵抗磨蚀的基本要求,我们对喷焊用合金粉末进行了大量筛选并优化。主要优化出Fe基、Ni-Cr基和WC系列的材料,其主要成分和配比如表1中所示。213 合金粉末的优化选择选择使用何种粉末材料,是根据水泵工作状况、喷焊工艺及经济性来决定的。值得注意的是,喷焊层的耐磨蚀性和其宏观硬度并不成线性比例,而是和其显微硬度成正比例,故而选择焊层时不应过分强调其宏观硬度的高低,这一点已在大量耐磨蚀性能对比试验中获得证实。对水泵抗汽蚀、抗磨损合金粉末选择一般应满足下列原则[4]:对中小型水泵的叶片和叶轮室,处理较轻微的汽蚀损坏或泥沙磨损件可用Fe30、Fe280、Fe250等进行喷涂处理。修复水泵的铸件铸造缺陷或损坏,可选用喷焊性能和韧性及加工性能较好的Ni25、Ni20,用这种喷焊法代替焊接工艺,可避免铸铁在热影响区内形成Fe3C脆性相,防止焊层开裂。对于中等磨损并要求较好抗汽蚀性能的使用条件,可考虑选用Ni35喷焊。它对基体金属适应性强,不致引起开裂,喷焊层富有韧性,可车削加工。对于汽蚀侵蚀或泥沙磨损严重的水泵叶片、叶轮室可选用Ni55或Ni60,它们具有很高的硬度、韧性和抗冲击能力及良好的抗汽蚀、抗磨损性能。对要求在常温下承受强烈磨损和侵蚀而工作表面要求不高的水泵,可采取廉价的Fe60、Fe-WC25合金粉末,喷焊后无需加工可直接使用。对于高应力磨粒磨损或冲刷磨损以及严重汽蚀侵蚀和要求严格的使用工况,可选用含WC的Fe-WC35,Ni-WC25、Ni-WC35合金粉末进行喷焊。22 喷焊加工关键技术高硬质抗汽蚀、磨蚀材料在加工过程中,必须重点解决喷焊所引起的工件变形和喷层裂纹问题[5]。变形和裂纹的主要原因有:在加工过程中的高温引起了内应力的产生,这种内应力随着喷层厚度的增加而叠加。涂层金属凝固结晶时,由于低熔点共晶体的大量存在形成金属偏析,给裂纹的生成创造了条件。加之硬质相合金结晶时引起的晶粒粗大及晶界脆化使材料韧性大大降低,裂纹一旦产生极易扩展。涂层和基体热物理性能的差异,特别是所选用的粉末与金属基体膨胀系数相差较大时,会导致冷却过程中基体金属出现较大的相变和层间应力,导致变形和涂层开裂。材料加工过程中环境拘束度的影响,例如周围的空气温度和湿度的大小,操作人员的熟练水平,施喷的速度快慢、喷敷和重熔的温度高低以及预热、加温和冷却的速度等因素都直接影响到喷层的质量和变形裂纹的产生。针对喷焊层裂纹和工件变形问题,制定了严格的工艺流程和技术参数,包括送粉的速度、气源的压力、喷嘴的孔径和距工件的距离、每次喷层的厚度、覆盖的方式、温度的控制、冷却速度、保温时间及措施等。23 试验研究结果在实验室利用汽蚀圆盘机对6种不同配比和不同成分的试块进行试验并与其它防护材料试块进行对比测试,以普通碳素钢为标准材料,见表1。它表明采用Ni-Cr基60系列喷焊的涂层抗汽蚀能力为普通碳素钢的195倍。NiCr基合金是在Ni、B、Si中加入了15%~18%的Cr,在涂层的显微金相组织可见大量硬质相加入细化晶粒元素使组织细小,分布均匀。在熔合区有共晶体析出,边界可见扩散层。图1为喷焊组织金相照片。的显微金相组织可见大量硬质相加入细化晶粒元 表1汽蚀试验结果对比材料名称基本成分连接方式抗蚀系数碳素钢环氧金刚砂电火花强化Ni222Fe30AFe30ANi55Ni55Ni60Fe、C环氧基液、金刚砂Fe、C、NiC05%、Cr15%、A145%、Fe8%、Si08%、Ni余量C06%、Ni345%、Cr13%、B15%、Si3%、Mo45%、Fe余量C06%、Ni346%、Cr13%、B15%、Si3%、Mo45%、Fe余量C06%、Cr15%、B4%、Si4%、Mo3%、Cu25%、Fe<12%、Ni余量C06%、Cr15%、B4%、Si4%、Mo3%、Cu25%、Fe><12%、Ni余量C09%、Cr15%、B4%、Si4%、Co15%、Fe><14%、Ni余量2030HB2503030555560板材涂抹渗入喷涂喷涂喷焊喷涂喷焊喷焊10试验中脱落529996125136184195> 表2 1990~2000年工艺试验研究内容及阶段性成果江苏房山泵站江苏凌城泵站皂河泵站江都三站湖北凡口泵站试验室水泵型号28ZLB-7040ZLB-506HL-70ZL135-840CJ-95扬程H851215895流量Q112510013550叶轮直径7001000600020004000试验日期1990年4月1991年11月1992年4月1993年7月1997年12月2000年7月重点试验内容及目的 进行8种喷焊层方案比较,在相同汽蚀工况下运行 研究喷焊材料和叶片、叶轮室的防护技术,解决喷焊加工工艺的开裂和变形问题 研究大型泵叶片喷焊工艺,解决预处理、预热、控温、变形等工艺问题 研究大型泵ha1f叶轮室喷焊时极限变形量,以便采取控制措施 ①全面检验防护工艺、变形控制措施;②真机应用试验研究;③研究喷焊大型工件的预热方式和热传导的影响 ①研究激光熔覆材料添加方式;②研究激光熔覆加工工艺参数包括:激光功率P,光斑尺寸d,光腔输出构型和聚焦方式,激光扫描速度v,激光多道搭接系数a等;③研究激光加工后材料抗汽蚀能力试验部位 叶片正、反面全部喷焊加工10台水泵叶片正反两面汽蚀区及叶轮室200mm宽度汽蚀带 叶片进水侧正面沿叶片宽度方向长条区域宽约250mm 叶轮室300mm宽度汽蚀带 叶片正面进水侧750×1500mm2汽蚀区和叶轮室330mm宽度汽蚀带 铸铁和铸钢表面试验结果 至1993年5月拆泵检查,每台累计运行时间3288h。未经过处理的叶片汽蚀面积达到2800mm2,深度5mm。喷涂叶片在汽蚀区有脱落。喷焊叶片均未发生变化 为验证试验结果,喷焊加工后,将叶片角度从原来-10°增至0~2°。至1996年12月检查,平均每台运行2860h,叶片、叶轮室表面光滑,无汽蚀破坏痕迹 用Ni基碳化钨二步法喷焊,至今效果良好,无汽蚀破坏痕迹 在不采取任何措施的情况下,harf叶轮室极限变形量可达03%D,经采取措施,可控制变形量在±01%D以内 叶片变形量控制在±01%D以内,叶轮室变形量控制在±005%D以内。喷焊过程中,经采取措施,热量对水泵油轴承无影响 采用与喷焊同一种Ni基和WC涂层材料,经激光熔覆处理后,铸铁和铸钢的平均抗汽蚀能力分别提高1591倍和2143倍。与喷焊工艺相比,平均抗汽蚀能力提高了13倍和15倍 23 现场试验及应用1990年开始我校率先在国内开展了水泵过流部件表面喷焊防护材料和关键技术的试验研究。通过不断地改进材料配方,并完成了泵站泵实施的试验工作,基本解决了大型轴流泵、混流泵叶片、叶轮室汽蚀区的严重破坏及大工件实施中的涂层脱壳、工件变形、裂纹等关键技术。1990~2000年工艺试验研究内容及取得的阶段性成果见表2。由于大量的试验研究工作在泵站泵上进行,成果经多年验证,已具备了推广应用的条件。试验研究和实际应用证明喷焊技术是目前解决大中型水泵汽蚀、磨蚀破坏的较好方法之一。3 激光熔覆表面改性技术研究31 激光表面熔覆工艺的特点激光熔覆技术是指在被熔覆基体表面放置选择的涂层材料后,经过激光辐照使之和基体表面同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀性能的工艺方法[6]。与喷焊熔覆相比,它具有以下特点:冷凝速度快,产生快速凝固组织特征,可获得致密、均匀、高硬度的涂层;热变形极小,特别适合于对变形量有严格要求的叶轮、叶轮室;光束瞄准,能进行选区熔覆和修复其它方法难以接近的加工区域;工艺过程易于实现自动化,便于质量控制。32 试验研究结果[7]利用2kWCO2连续横流激光器,采用Ni基和Ni基WC合金粉末,对铸铁和铸钢试样进行了激光表面改性技术的研究。用J93025型磁致伸缩仪对试样的抗汽蚀性能进行了测试。试验结果表明,经激光熔覆表面改性后的试样抗汽蚀性能有较大幅度的提高。激光熔覆层比喷焊层更为细密、均匀,热影响区更窄。由于激光功率高,扫描作用时间短,涂层和基体表层加热后熔化速度快,急速冷却时过冷度大,熔池中的合金元素能迅速形成多种化合物而增加非自发晶核的数量,使形核率大为提高,形成细小均匀的显微组织。组织细密可以提高晶界结合力,增强材料强度和韧性,不但减少了单位晶界上的杂质含量,而且在快速冷却过程中成分偏析程度减少,从而在整体上保证了加工质量。激光熔覆表面改性是利用激光束对熔池进行搅拌,使得熔池中气体夹杂物能上浮析出,形成较为致密的涂层,保证了熔层的质量。而喷焊过程是利用氧乙炔火焰使喷射到基材表面的粉末熔化,在加工过程中伴随有空气混入焊层,在喷层及界面部位往往存在较多的气孔与夹杂物分布在粗大的枝晶之间。化学成分和金属组织的不均匀性都降低了喷焊层的抗蚀能力。铸钢和铸铁表面在采用与喷焊同一种涂层材料经激光熔覆处理后,抗汽蚀能力分别提高了1591倍和2143倍。与喷焊相比,抗汽蚀能力分别提高了13和15倍。激光熔覆本身的热变形小、与涂层能产生良好的冶金结合、加上速度快、光束瞄准加工灵活、自动化程度高等特点使得激光熔覆具有其它工艺方法所无法比拟的优势。随着激光技术的成熟、价格的降低、材料研究的深入以及宽带扫描激光设备的研制,激光熔覆技术将能为水泵抗汽蚀、磨损预防护和维修提供更好的解决方案。4 结语表面保护技术可以节约优质材料,较大限度地改善和大幅度地提高普通母材的表面性能,显著地提高水泵叶片、叶轮室的抗汽蚀、磨蚀性能,延长其使用寿命。参考文献1刘朝福水力机械过流部件表面涂护技术的应用研究泵站技术,1997;:29~312储训大中型泵站水泵汽蚀防止措施和损坏修补水泵技术,1994;:37~403储训水泵叶片和叶轮室抗汽蚀喷焊保护材料及工艺研究课题报告水泵技术,1999;:18~224储训,陈履大型泵站建设和更新改造对策南京:河海大学出版社,2000:90~925陈晓平水轮机抗磨防护技术进展水利水电技术,1996;:33~346谢沛霖,吴新跃汽轮机叶片表面激光熔覆抗汽蚀研究海军工程学院学报,19997马援东水泵抗汽蚀激光熔覆预防护研究扬州大学水利建筑工程学院硕士学位论文,2000

讯 内燃机再制造技术内核:活用“加减法”说起内燃机再制造,通常离不开拆解、清洗、检测、再制造加工、装配、整机测试等生产环节,这是在工厂中的主要工作。如果加上前后两端的物流环节,前端的旧件回收与后端的销售流通,则与生产环节共同构成了内燃机再制造的生命再循环。而在再制造技术的选择上,当前主要有两大流向,一是减尺寸法,二是恢复尺寸法。

减法福州哪个医院治癫痫最好”要求原机的再制造性好

在再制造发展较早的地区,以欧美国家为代表的厂商主要采取减尺寸法,如卡特彼勒。国内的内燃机再制造企业中,包括潍柴再制造、玉柴再制造、大豪动力,以及上海幸福瑞贝德等,由于或多或少有过与国外公司合作或应用国外再制造技术的经历,以减尺寸法为主,即通常所说的“减法”。

济南富强由于与国内最主要的恢复尺寸法倡导者——装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室合作,其主要技术方法为恢复尺寸法,也就是通常所说的“加法”。目前,恢复尺寸法已不仅在济南富强一家使用,也正在引起越来越多国内再制造企业的关注。济柴则由于修复的内燃机产品普遍属于单件、大型,在再制造过程中减法与加法经常交互使用,反映出大型内燃机再制造的独特性。

实际上不论采用何种技术方法,内燃机零部件的完全拆解是一个不可省却的环节,这一点在全球主要再制造产品制造商卡特彼勒的身上体现得最为清晰。卡特认为,旧机回收之后首先要分解成最小的单元,即一定要分解到位。所有零件经过初步判断后有可能应用的才可进入到清洗环节,之后还会有进一步的鉴定。

即使在清洗这一看似简单的环节上,各家的技术尤其在技术延展上也不尽相同。一般再制造企业采用的主要是高温、高压水喷淋、离子共振、超声波清洗等处理方式。例如,无锡大豪动力的清洗工序包括高压水喷淋、抛丸、喷砂等,主要以高温熔烧的方式清理掉机体和零件上的油污与尘垢。在清洗剂的研究上,潍柴再制造则与清华大学合作,不同类别的零件采用不同的清洗剂配方,通过多轮试验下来,主要零件的清洗剂配方已经基本确定下来。

同是以“减法”为主的再制造企业中,类似在原有轴颈基础上磨小到下一级尺寸再配以相应厚一级轴瓦的做法是最为常见的,这种减尺寸法包括气缸体与气缸盖等箱体类零件的修复,但尤以轴类零件为多。尽管当前国内再制造企业的技术能力与国外先进水平已不相上下,本次采访过程中,仍然有不止一家再制造企业的相关人员向记者表示,原始内燃机的设计在很大程度上决定了它的再制造能力。像卡特的产品,由于在最初设计时即留有再制造的余地,所以它的主要产品均具有很好的再制造性。国郑州军海脑科医院内再制造产业刚刚兴起,在新产品设计与再制造的关联上还缺少经验,因此国内大多数内燃机产品的再制造性还无法与国外成熟产品的再制造性相比较。

济柴再制造副总经理孟凡昌业向记者表示:“国外产品在设计时通常就有很好的再制造性,对于循环经济具有较好的作用。”

“加法”具有中国特色

在再制造的各种“加法”修复法中,近几年以中国工程院院士徐滨士为主的装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室,以产学研合作方式与济南富强等国内再制造企业通过示范项目的合作,在再制造领域走出了一条具有中国特色的新路。

通常,冷焊、堆焊、热喷涂等都是“加法”修复法中经常采取的方式。在济南富强的各类“加法”再制造技术中,记者注意到,包括纳米复合电刷镀技术、高速电弧喷涂技术、纳米减摩自修复添加剂技术、激光熔覆再制造技术、微束等离子熔覆技术等在内,通过与装备再制造技术国防科技重点实验室的合作,济南富强在“加法”修复技术上已走在国内内燃机再制造领域的前列。

例如,自动化纳米复合电刷镀技术,作为一种新兴的复合镀层制造技术,在电刷镀液中加入一种或几种纳米颗粒,使之在电刷镀的电场作用下金属离子被还原的同时与金属发生共沉积,从而获得具有特定优异性能的复合镀层,主要适用于轴类和孔类零件,如内燃机曲轴、凸轮轴轴颈和连杆孔等。

在另一项很抢眼的操作现场,映入眼帘的是自动化高速电弧喷涂技术。在喷射着火光和较大的气流噪声中,操作人员正在往一根曲轴上喷覆软金属合金涂层。原来,这种方小儿癫痫诊断标准是什么式是通过高速气流强烈雾化并提高雾化粒子速度,将电弧熔融的金属喷涂到工件表面形成致密的软金属合金涂层。其特点是喷涂粒子速度高、雾化质量好、零件变形小,可快速成形多种金属丝材与粉芯丝材,自动化程度和效率较高。

以曲轴的再制造修复为例,通常一根曲轴上被修复的各个主轴颈哈市中亚癫痫病医院癫痫评价或各个连杆轴颈尺寸是一致的,这样可简化后期的配瓦与装配工艺并具有一定的可互换性。但在像济柴再制造这种以修复大型或超大型内燃机为主的企业中,经常是单台机子的再制造。由于没有规模化和批量生产的概念,它所采取的方式不仅是“原机配原轴”,而且一根曲轴的每一个轴颈修复后的尺寸都有可能不一样,这就是“基轴法”的原理,它是一种最为节省的方式,适用于非车辆大型内燃机的再制造。

所以说,是用“减法”或用“加法”再制造,并不是绝对的。在潍柴再制造等以“减法”为主的企业中也经常用到“加法”,在济南富强同样有着不少的“减法”,而在济柴再制造经常要同时用到“减法”与“加法”。在再制造发展的今天,方法并不是决定是否能再制造的关键,只要不出现疲劳裂纹或涉及结构性的变化,一般磨损的问题都是可以用再制造技术解决的。

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