2022年机电设备故障诊断与维修技术 .pdf

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1、第四章机械设备维修方式与修复技术本章重点内容：1、机械设备维修的主要方式，机械零件修理工艺规程拟定的过程和应注意的问题。2、机械修复技术3、焊接修复技术4、电镀、粘结、热喷涂和热喷焊修复技术5、表面强化技术前言一、维修技术的意义：合理选择修复方法对于提高修理质量、缩短修理周期、降低修理成本、延长设备使用寿命具有重要意义。二、修复工艺的选择：采用何种修复工艺，必须根据企业的实际条件，从经济、质量和时间等方面综合考虑。第一节机械设备维修方式一、维修的定义维修是指维护和修理所进行的所有工作，包括保养、修理、改装、返修、检查、状态监控和防腐蚀等。二、维修方式的发展趋势排除故障维修 预防性计划维修 定期

2、有计划检查的预防性计划修理。目前的趋势是在状态监测基础上的 预测维修 。三、排除故障修理：1、定义：排除故障、恢复机械设备功能的工作2、作用：排除机械设备的精度、调整性故障、磨损性故障以及责任性故障。3、程序：保持现场进行症状分析检查设备并进行评定确定故障部位修理或更换零部件进行设备性能测定记录存档四、计划修理1、定期修理：根据故障发生的规律性定期进行检修2、预防性计划修理主要包括项修、小修、大修和定期精度调整等（1）项修：是根据对设备进行检测与诊断的结果，或根据设备的实际技术状态，对设备精度、性能达不到的工艺要求的生产线及其他设备的某些工程、部件按需要进行针对性的局部维修。（2）小修：是根据

3、掌握的磨损规律，跟换或修复在修理间隔期内失效或即将失效的零件，并进行调整，以保证设备的正常工作能力。（3）大修：是为了全面恢复长期适用的机械设备的精度、功能、指标而进行的全面修理。（4）定期精度调整：是指对精、大、稀机床的几何精度定期进行调整，使其达到（或接近）规定标准。五、按状态维修：随着状态检测技术的发展，在设备状态检测基础上进行的维修称为按状态维修。按设备状态进行维修的方式已经被公认为是一种新的、高效的维修方式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页六、其他维修方式：1、定期有计划检查的修理2、年检：年检也叫年度

4、整套装置停产检修。这是国内为流程工艺普遍采用的方式。随着状态检测技术的应用，年检内容可以更有针对性，以降低维修费用、缩短检修工期。第二节机械零件修复技术概述一、机械零件修复要考虑的问题1、修复费用应明显低于制造新件的成本。一般低成本易耗件不值得修复。对引进设备的零件，如无备件，有时会不计成本采用修复的办法来解决。2、修复件能否达到原件的尺寸精度、粗糙度、硬度、强度、刚度等技术要求或能否满足使用要求。3、修复件的寿命至少能维持生产中允许的一个修理间隔期，即属于中、小修范围的零件，修理后要能维持一个中、小修间隔期，属于大修范围的零件，修理后要能维持一个大修间隔期。二、选择修复技术应考虑的因素1、常

5、用修复工艺对常用材料的适应性序号维修工艺低碳钢中碳钢高碳钢合金钢不锈钢灰铸铁铜合金铝1 镀铬+ + + - - + - - 2 低温镀铁+ + + + + + 3 气焊+ + + - - - 4 手工电弧堆焊+ + - + + - 5 埋弧堆焊+ + - + - - 6 振动堆焊+ + + + + - + - 7 钎焊+ + + + + + + - 8 金属喷涂+ + + + + + + + 9 粘接+ + + + + + + + 10 塑性变形+ + + + + 11 金属扣合+ 2、修复工艺能达到的修补层厚度各种零件由于磨损程度不同，要求的修复层厚度也不同。各种修复工艺能达到的修复层厚度不

6、同。镀铬： 0.10.3mm 镀铁： 0.15mm 喷涂： 0.23mm 喷焊： 0.55mm 振动堆焊： 1 2. 5mm 埋弧堆焊：不限3、考虑零件结构对零件的损坏部位进行修复时，要综合分析零件的整体结构，特别是损坏部位及临近部位的结构。例如：将轴上螺纹加工成直径小一级的螺纹时，螺母旋入时是否会受到轴的尺寸的限精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页制，用镶套法修理孔时，孔壁厚度及临近孔的距离是否对该孔有影响等。4、修复工艺对零件精度的影响对精度要求高的零件，修复时要考虑所选工艺对零件的变形情况的影响。5、修复的经济

7、性不同的修复工艺，其修复成本、修复周期、修复后的使用周期、使用性能是不同的，选择时还要从经济的角度考虑。三、机械零件修理工艺规程的拟定：1、修复表面时，不仅要考虑怎样修，还要注意保护不修理表面的精度和材料的力学性能不受影响。2、注意有些修复技术会引起零件的变形3、零件修理加工时需预先修复定位基准或给出新的定位基准4、注意安排提高疲劳强度的工艺措施和采取必要的探索检验等手段5、修复高速运动的机械零件，应考虑安排平衡工序。四、主要修复工艺机械修复法：修理尺寸法、镶装零件法、金属扣合法、塑性变形法焊接法：焊补法、堆焊法、钎焊法喷涂法：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂电镀法：镀铬、低温镀铁粘接法：粘接剂

8、粘接、热熔粘接、溶剂粘接第三节机械修复技术一、定义：利用机械加工的方法将零件的磨损部位再次加工，或利用机械连接如螺纹连接、键、铆、过盈联接等使磨损、断裂的零件得以修复的方法。二、特点：只需要普通的机械加工设备，不会产生热变形，适合各种损坏形式，但受到零件结构强度、刚度的限制，被修件硬度高时难于加工。三、主要修复方法：1、修理尺寸法2、镶装零件法3、局部换修法4、塑性变形法5、金属扣合法四、修理尺寸法对某些配合尺寸，因为磨损等原因使配合性质发生了变化，导致零件失效，可采用切削加工或其它方法，恢复主要零件磨损部分的形状精度、位置精度、表面粗糙度和其它技术要求，而与此相配合的另一个较简单的零件则按相

9、应的尺寸和原有的配合性质制作新件或进行修复。这个重新加工得到的尺寸称为修理尺寸。1、特点因为是在原来的零件上进行机械加工，因此经济性好，质量稳定。但它降低了零件的强度和刚度，而且还需要更换或修复相配件，使零件的互换性复杂化。2、应用范围主要用来修复结构较复杂的零件，而与之相配合的另一个零件一般较简单，如精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页轴颈、传动螺纹、键槽、滑动导轨等。3、修理时的注意事项（1）修理后的强度、刚度、表面硬度和抗腐蚀性等性能仍应符合要求。（2）修理后要保证和原配合件之间的配合性质。（3）由于加工表面的

10、性能已经确定，所以要选择合适的加工方法。（4）为了尽量得到修理后零件的互换性，便于组织备件的生产和供应，尽量使修理尺寸标准化。（5）对于有些零件，可将相互配合的两个零件都进行机械加工，然后用镶套的方法达到原来的配合要求。五、镶装零件法零件局部磨损后，在结构和强度允许的情况下，增加一个零件来补偿由于磨损或修复而去掉的部分，恢复原来的尺寸和精度。六、局部修换法局部修换法是对零件的磨损或损伤部位采用局部修理、调整换位或部分更换等方法恢复零件使用能力的一种方法。七、塑性变形法利用金属材料的塑性变形性能，使零件在一定的外力作用下将不工作部位的部分材料转移到零件的磨损部位，恢复零件的形状和尺寸。这种方法不

11、仅改变零件的外形，也改变材料的机械性能和组织结构。对于未经热处理的低碳钢零件或有色金属零件进行塑性变形修复时，可不加热；对于中高碳钢零件或合金钢零件进行塑性变形修复时，要进行加热；对于淬火零件进行塑性变形修复时，要经高温回火或退火。1. 墩粗法利用压力机或手锤对零件施加压力，增加零件的外径，补偿零件外径的磨损部分。主要用来修复有色金属套筒和柱型零件。对必须要保持内外径尺寸的零件，可使用墩粗法补偿其中一项磨损量后，再用别的修复方法来恢复另一项尺寸。如果对批量零件修复或零件有具体的形状要求可制作简易模具，以保证尺寸要求。2、挤压法利用压力将零件不需严格控制尺寸部分的材料挤压到受损的部分，主要用来修

12、复筒形零件的内径。一般利用模具挤压零件的外径来缩小零件的内径，再进行加工恢复原来的尺寸。使用的设备一般用压力机，也可以用手锤。3、扩张法扩张法和挤压法相似，不同的是修复时挤压零件的内径，扩大外形尺寸，补偿磨损部分。主要用来修复外径磨损的套筒形零件。4. 热较直法利用火焰对轴类零件弯曲变形的最高点部位加热膨胀，使零件的两端进一步向下弯曲，冷却时，加热区产生较大的缩应力，使零件两端向上翘，超过加热时的弯曲度，超过部分就是热较直部分。热较直法常用来修复大型轴类零件的弯曲变形。加热常用氧乙炔火焰，自然冷却。当弯曲量较大时，可分数次加热校直，不可一次加热过多，以免烧伤工件表面。关键是弯曲的位置和方向要找

13、正确，加热的火焰要和弯曲的方向一致，否则会出现扭曲或更多的弯曲。八、金属扣合法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页利用金属材料制成的特殊联接件以机械方式将有裂纹或断裂的机件重新牢固地联接成一体。特点是 ：常温下操作，没有热变形，避免了应力集中，设备简单，操作方便。主要用来修复大型铸件的裂纹或断裂的部位，但对于8mm 的薄壁铸件不宜采用。1、强固扣合法适用于修复壁厚为8 40mm 的具有一般强度要求的薄壁机件。其工艺过程是：先用钻或铣的方法在垂直于机件的裂纹或断裂面上，加工出一定形状和尺寸的波形槽，再将形状和波形槽相吻

14、合的波形键镶入槽中，铆击波形键，使波形键产生塑性变形充满波形槽，波形键的凸缘和波形槽相互扣合，将机件牢固地联接在一起。（1）波形键波形键的凸缘个数、每一个断裂部位安装的波形键数和波形槽的间距要根据机件的受力大小和壁厚来确定。一般波形键的凸缘个数为5、7、9 个。材料常用1Cr18Ni9 或 1Cr18Ni9Ti 合金钢。高温工作的波形键，常用Ni36 或 Ni42 制造。（2）波形槽波形槽的深度T 可根据机件壁厚H来确定，一般取T=（0.70.8 ）H，并应大于波形键厚度，其它尺寸与波形键相同，留0.10.2mm 的间隙。为改善机件的受力状况，波形槽通常布置成一前一后或一长一短的形式，波形槽间

15、的距离w 可根据波形键宽 b 的 56倍来确定。（3）扣合与铆击将波形键镶入槽中，先铆击波形槽两端的凸缘，再向中间轮换对称铆击，最后铆裂纹上的凸缘。凸缘部分铆紧后，再铆凸缘的连接部分，使波形键充满槽腔。一般每层波形键铆低0.5mm左右。2、强密扣合法如果机件有密封要求，如需承受高压的气缸、高压容器等防渗漏的零件，应采用强密扣合法。它是在强固扣合法的基础上，在两波形键之间的裂纹或断裂面的结合线上，加工一系列的缀缝栓孔，并且使后钻的栓孔切入以装好的波形键和缀缝栓，形成一条密封的“金属纽带”，防止流体受压渗漏。3、优级扣合法主要用以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、轧钢机主架、

16、辊筒等。如果单采用波形键扣合，不能保证修复质量，因此必须在垂直于裂纹或折断面上镶入钢制加强件，使载荷远离裂纹或折断处，分布到更广的领域。4、热扣合法将扣合件加热后放入机件损坏处已加工好的与扣合件相同的凹槽中，扣合件冷却后收缩，将开裂的机件扣合锁紧。第四节 焊接修复法一、定义 ：两种或两种以上材质（同种或异种）, 通过加热或加压或二者并用, 来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接。实质：将裂纹、断裂等受损的零件进行修补将耐磨、耐蚀的焊层堆焊在失效零件表面。作用：这种方法对大部分金属零件因为磨损、断裂、裂纹、凹坑等引起的损精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

17、 - - - - - - -第 5 页，共 15 页坏都能修复。二、优缺点：优点：结合强度高，焊接设备简单、工艺成熟，不受零件尺寸的限制，成本低、效率高、灵活性大。缺点：由于焊接温度高，易引起金相组织的变化并产生应力及变形，不易修复精度较高、细长及较薄的零件，并且容易产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷。三、焊接方法：焊接技术主要应用在金属母材上，常用的有电弧焊 ，氩弧焊 ，CO2保护焊 ，氧气 - 乙炔焊 ，激光焊接 ，电渣压力焊 等多种，塑料等非金属材料亦可进行焊接。四、发展方向：未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧

18、、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。气 焊一、定义：利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等。二、氧乙炔气焊设备主要包括：氧气瓶、乙炔瓶（如采用乙炔作为可燃气体）、减压器、焊枪、胶管等。由于所用储

19、存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体，所以该方法是所有焊接方法中危险性最高的之一。三、优缺点 ：优点：1.设备简单、使用灵活；2.对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性；3.在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。缺点：1.生产效率较低；2.焊接后工件变形和热影响区较大；3.较难实现自动化。四、适用范围：火焰温度一般在27003300之间，满足不同工件材料的焊接要求。它几乎适合焊接所有的金属材料，特别适合焊接厚度小于6 毫 M的薄件，对于铝、铝合金、铜、铜合金，其工件厚度可以厚一些。（冰箱氟利昂管道的修理）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

20、- - - - - - -第 6 页，共 15 页焊条电弧焊一、定义：焊条电弧焊是用手工操纵焊条，利用焊条和焊件间产生的电弧将焊条和焊件局部加热熔化进行焊接的电弧焊方法。也常称手工电焊，它是目前应用最广的一种焊接方式。二、优缺点 ：优点：1. 设备简单维护方便2. 操作灵活在空间任意位置的焊缝，凡焊条能够达到的地方都能进行焊接。3. 应用范围广缺点：1. 对焊工要求高2. 劳动条件差3. 生产效率低三、设备：焊条电弧焊所用的设备是电弧焊机，它结构简单，主要包括弧焊电源和焊钳两部分。四、设备的使用技巧：1）检查接线是否正确，设备外壳必须接地，遇到焊工触电时，应先断电源再进行抢救。2）推拉电源开关

21、应戴好干燥手套，禁止面对开关，以免发生电弧火花而灼伤面部。3）焊接电缆不准放在焊机附近或炙热的金属焊缝上，也要避免碰撞和磨损。4）停止工作时应及时断电，户外工作时要遮盖好设备。五、适用场合：焊接多种金属材料及各种结构形状，能在各种位置进行焊接，操作方便。六、焊条选择：焊条牌号：根据工件的材料性能、工作条件、结构特点来选择，焊条直径一般根据焊件厚度的不同而不同，焊接电流和焊条直径有关系。焊接时，每层焊缝的厚度一般不大于45毫 M ，焊件厚度较大时，可采用多层焊。堆焊用焊接的手段在零件上堆敷一层或几层希望性能的材料。可以恢复零件的尺寸，并可以通过堆焊材料改善零件的性能。和整个机件相比，堆焊层是很薄

22、的一层，主要要求堆焊层具有较高的表面耐磨性，堆焊材料往往与基体材料不同。因此，材料性能的差异可能会影响其焊接性。1、手工电弧堆焊设备简单、灵活、本低，对于不规则零件和可达性差的零件尤其适用。缺点：生产率低，不易获得薄而均匀的堆焊层。2、动堆焊生产率高10倍左右，适合修补面积较大、形状不复杂的工件。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页钎焊一、定义：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将放置钎料的待焊件加热到高于钎料熔点而低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。二、

23、分类：1、硬钎焊和软钎焊硬钎焊：用熔点高于450C的钎料进行的钎焊常称为硬钎焊，如铜焊、银焊等。软钎焊：用熔点低于450C的钎料进行的钎焊常称为软钎焊，如锡焊、铅焊等。三、钎焊的特点（1）加热温度较低，焊件的组织和力学性能变化小。（2）熔化的钎料在毛细作用下，填满被连接金属的间隙，焊缝气密性较好。（3）焊件变形小，接头光滑平整。（4）可以连接异种材料。（5）焊缝强度低。四、钎焊方法（1）烙铁钎焊用电铬铁加热钎料和待焊部位，适用于温度低于300C 的软钎焊，如锡铅或铅基钎料，钎焊薄、小零件时需要熔剂。电铬铁的功率要根据钎料、工件材料、工件形状和大小来确定。（2）火焰钎焊用火焰加热钎料和待焊部位，

24、适合温度高于300C 的硬钎焊，特别是受焊件形状、尺寸及设备限制不能用其他方法钎焊的焊件，常用钎料有铜锌、铜磷、银基、铝基及锌铝钎料，可焊钢、不锈钢、硬质合金、铸铁、铜、银、铝等及其合金。五、钎焊的应用范围由于钎焊焊缝强度低，钎焊一般适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂的修复，并要设计和选择合理的接头形式来增加强度。钎焊最适用于低速运动部件的研伤、划伤等局部缺陷的补修。第四节电镀修复技术一、背景：无论机械设备设计、制造得多么完善，其在运行或停机过程中都不可避免地由于磨损、疲劳、断裂、变形、腐蚀、老化等原因导致输出性能的劣化或出现故障。为了充分利用设备的价值，维护、保养和适时维修是必不可少的。针

25、对设备损坏的方式和使用要求不同，人们采用了各种各样的维修方法。二、工作原理：电镀是利用电解法使金属沉积在零件表面上形成金属镀层的方法。电镀修复法不但可以修复零件磨损后的尺寸，而且可以改善零件的表面质量，特别是提高耐磨性和耐腐蚀性。如右图所示被镀金属作为电源的负极三、优点：电镀修复技术是一种在低温条件下恢复零部件尺寸的常用修复技术，与焊修技术相比，不会出现因局部高温而带来的种种问题，而且电镀层与基体结合牢度接近焊修技术。电镀修复技术是利用电解的原理将镀液中的金属离子还原成金属精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页原子并沉

26、积在金属表面形成具有较高结合力和一定厚度的修复层。四、分类：1、镀硬铬 2、低温镀铁五、镀铬修复技术：镀铬是一种十分古老的工艺。镀铬层的厚度通常控制在. . 毫 M 为宜。（1）镀铬的性能和应用：镀铬层的硬度。镀铬层与基体结合强度高镀铬层有较低的摩擦系数，因此与镀铬层配合的摩擦副有较长的使用寿命具有较高的化学稳定性，抗腐蚀性强，能长期保持其光泽。镀铬层的主要缺点是性脆，受冲击易破裂，只能承受分布均匀的载荷。（2）镀铬的适用范围镀铬层可以用来修复零件尺寸。强化零件表面。（3）镀铬工艺镀前表面处理：镀前加工、绝缘处理、镀前清洗电镀镀后检查和处理检查镀层质量、热处理、磨削加工（4）缺点：镀铬层的油附

27、性不好，润滑油很难在完整、光滑的铬层上形成油膜，当润滑不良时，局部易出现干摩擦现象。难以电镀出既有较高硬度、又有较大厚度的铬层，当修复厚度超差较大的工件时，常常出现质量问题。镀铬时采用的原料（铬酐）有毒性，对人体有害，对环境有污染。镀铬时电流效率低、沉积速度慢。镀液分散能力、深镀能力差常常出现漏镀现象。高电流密度区镀层粗糙、甚至产生毛刺。六、低温镀铁修复工艺在 50以下至室温的电解液中镀铁的工艺称为低温镀铁，这是近几年发展起来的一项电镀新工艺。1、低温镀铁的特点低温镀铁层的硬度高，并且可以控制其硬度(3060HRC) 。沉积速度快 (一般每小时 0.6 1mm) 镀层厚度可达2mm 。工艺配方

28、简单，投资小，成本低，污染轻。2、缺点：镀铁液中的二价铁离子（Fe2+）容易氧化成三价铁离子（Fe3+），镀液稳定性差，需要搞好日常维护镀液中含有浓度较高的盐酸，有废水、废气需要处理。适合批量生产，不适合单件维修。镀铁后，工件的疲劳寿命有所下降。3、低温镀铁的适用范围适用于修复在有润滑的一般机械磨损的情况下工作的动配合副的磨损表面，以及静配合副的磨损表面。修复补救零件加工时引起的尺寸超差。不适宜修复在高温腐蚀环境、承受较大冲击载荷或干摩擦的条件下工作的零件。4、用低温镀铁方法修复轴类零件的工艺：磨（整体磨光）镀前处理（包扎、去油、阳极刻蚀等）低温镀铁中和浸油机械修磨（磨削加工至符合尺寸及光洁度

29、要求）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页七、电刷镀刷镀是电镀的一种特殊方式，是在槽镀电镀的基础上发展起来的，它不用镀槽，只需要在不断供给电解液的条件下，用镀笔在工件表面上进行擦拭，得到需要的电镀层。1、工作原理电源负极接工件，正极和刷镀笔相接，镀笔端部的不溶性石墨电极用脱脂棉包住上，镀液浇注在脱脂棉上，镀液中的金属正离子在电场作用下，在工件（阴极）表面获得电子沉积在工件表面，可得到厚度为0.01mm甚至 0.5mm以上的镀层。2、电刷镀的特点设备简单，操作方便，工艺灵活，不受工件形状和大小的限制，可对零件局部进行刷

30、镀。镀层的结合强度比槽镀高，并可根据工件的耐磨、耐热、耐腐蚀要求，选择合适的沉积金属溶液。适应刷镀的工件材料范围广，基本上所有的金属材料都适合，并且可刷镀的金属也多，一套设备可刷镀金、银、铜、铁、锡、镍、钨、铟等多种金属。沉积速度快，比槽镀快5 倍以上。镀层厚度可以得到控制。因工件与镀笔之间有相对运动，一般需要人来操作，不适合自动化生产。3、刷镀修复的应用范围修复零件的磨损表面，恢复其尺寸和几何形状，例如主轴、曲轴、油缸、轴瓦、花键、键槽等各种配合面磨损后，可进行表面刷镀恢复尺寸。填补零件表面的局部损伤，如机床导轨、油缸等零件的划伤、凹坑、腐蚀等缺陷，可用刷镀修补。改善零件表面的性能，如可将零

31、件的局部表面刷镀镍、铜、锌、镉、钨、金、银等防腐层、耐腐层，提高表面性能。八、应用实例：电镀法修复局部压坑的一般工艺流程是：焊修法填坑机械修磨（整体磨光）低温镀铁机械修磨（整体磨光）镀铬照面机械修磨（磨削加工至符合尺寸及光洁度要求）电镀修复法的适合在专业化的电镀厂进行批量加工，不适合单件、异型件以及野外现场修复。第五节 热喷涂和喷焊修复法一、热喷涂修复技术1、定义：热喷涂技术是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与工件基体牢固结合的涂层的方法。2、原理：在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、

32、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等多种功能。热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一，约占表面工程技术的三分之一。3、应用实例http:/www.wh- 4、分类：按照加热喷涂材料的热源种类来分的，可分为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页火焰类：包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂；电弧类：包括电弧喷涂和等离子喷涂；电热法：包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂；激光类：激光喷涂。5、热喷涂修复技术的优点：设备轻便，可现场施工。工艺灵活、操作程序少。可快捷修复，减少加工时间。适应性强，一般不受工件尺寸大小及场地所

33、限。涂层厚度可以控制。除喷焊外，对基材加热温度较低，工件变形小，金相组织及性能变化也较小。适用各种基体材料的零部件、几乎可在所有的固体材料表面上制备各种防护性涂层和功能性涂层。6、操作者请时刻牢记下面的警示高速、高温的喷涂射流对人和设备都有伤害。喷涂粉尘有害健康，注意防尘、通风。喷涂噪音可能损坏听力，请使用耳罩。喷涂弧光的辐射有损视力，请戴护目镜。7、发展趋势：（1）大面积长效防护技术得到了广泛应用（2）修复强化大型设备及进口零部件国产化（3）超音速火焰喷涂技术的应用（4）气体爆燃式喷涂技术进一步得到应用（5）氧乙炔火焰塑料粉末喷涂技术发展迅速（6）热喷涂技术在化工防腐工程中得到应用（7）激光

34、重熔技术开始应用（8）在建筑装潢医疗卫生方面也得到了应用8、喷涂喷焊的分类根据热源不同，热喷涂技术可分：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、电爆炸喷涂等。热喷焊技术可分：火焰喷焊、等离子喷焊等。喷涂喷焊材料可分：线状和粉末状。二、喷焊修复技术1、定义：如果将热喷涂得到的喷涂层继续加热，使喷涂层和工件基体表面都达到熔融状态并相互溶解形成冶金结合，获得牢固的工作层。2、特点（1）喷焊的材料可以各种金属、合金或非金属，机体的材料也可以是各种金属、合金或非金属。（2）涂层的厚度从0.5mm到几毫 M ，涂层组织多孔，易存油，润滑性和耐磨性较好。（3）工艺简单，修复周期短，生产率高，成本低。（4）能改善和提

35、高零件表面的性能，如抗氧化性、导电性、绝缘性、隔热性等。（5）喷涂层的结合强度不高。3、应用范围（1）恢复磨损工件的尺寸，如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴颈、电动机转子轴、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页机床导轨和溜板等；（2）修复铸件的砂眼、气孔等缺陷；（3）在需要耐磨的部位，喷一层耐磨材料如磷青铜或铝青铜，以提高零件的耐磨性；（4）在某些部位喷上防护层，提高零件的耐腐蚀性等。三粘接与粘涂修复技术1、定义：用胶粘剂把相同或不同材料的零件连接成一体，或把磨损、损坏的零件修复的方法称为粘接与粘补。2、应用实例：（1）用

36、粘接法修复断裂的零件（2）以粘接代替螺钉连接镶装导轨板；（3）用胶粘剂涂在零件的磨损部位（如轴或孔）表面，经机械加工修复其尺寸与形位精度；（4）用胶粘剂密封箱体与箱盖的接合面、管路接头，密封和锁固螺纹连接；（5）用胶粘剂填充铸件的砂眼、气孔、疏松等缺陷，防止渗漏等。3、粘接工艺的特点优点：（1）粘接力强，粘接材料广泛，可粘各种金属或非金属材料，并能实现异种材料的粘接。（2）工艺的温度不高，所粘接的材料不会有热变形。（3）粘接后不破坏原件强度，不破坏原件表面，不产生应力集中。粘缝有良好的化学稳定性、绝缘性和密封性。（4）工艺简便，成本低，修理时间短。缺点：（1）不耐高温，有机粘接剂一般只能150

37、下长期工作，无机粘接剂可耐700的高温。（2）抗冲击性、抗老化性能差。（3）与焊接相比，粘接强度不高。4、粘接剂修复中一般用合成的。合成粘接剂由粘料、固化剂、增韧剂、填料和稀释剂几种成分组成，粘料和固化剂为主要成分，其它成分按需要添加。五、粘接工艺有机类无机类天然合成热塑性热固性混合粘接剂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页粘接的一般工艺过程是：施工前的准备基材表面处理配胶涂胶与晾置对合加压静置固化（或加热固化）清理检查。1、施工前的准备：选择胶粘剂。分析零件断裂部位粘接后是否具有足够的强度，必要时采取加强措施，如

38、采用粘接加强件，采取粘接与金属扣合法并用等。对基材表面粗化处理。可以用机械加工、手工加工或喷砂达到表面粗化。期望达到的表面粗糙度视基体材料及选用的胶种而定。2、表面处理获得清洁、粗糙活性的表面是重要一环，要根据粘接件的材料和表面的情况选择合适的方法将粘接表面彻底清洗干净，如用丙酮、汽油等有机溶剂清理粘接表面，再用锉、打磨、喷砂等方法除锈并粗化表面，机械处理后还要继续清洗表面。3、粘接剂的配制多组分的液态胶，使用前要按规定的配比和顺序现配现用，配制时要搅拌均匀，避免混入空气和赃物，并在规定时间内用完。4、粘接剂的涂刷根据粘接剂的不同形态选择合适的涂布方式，如刷涂、刮涂、喷涂等，涂布要均匀而薄，胶

39、层厚度一般在0.05-0.2mm 为宜。5、晾置无溶剂的粘接剂涂布后，要晾置少许时间，有利于排除空气，流匀胶层，增加粘性。含有溶剂的粘接剂涂布后，要晾置一定时间，使胶层中的溶剂充分挥发，否则将影响粘接强度。6、合拢固化将粘接件的粘接表面紧密叠合在一起，并根据粘接剂的特性确定固化温度、压力和时间。7、检验对完全固化后的粘接件进行全面的检验，观察有无裂痕、气孔等现象。8、加工如有必要可对粘接后的工件进行机械加工，以满足使用要求。六、粘接修复法的应用磨损性机件的修复：直接填补法、粘加塑料板法、粘接剂喷涂法断裂型机件的修复：注意粘接接头设计七、塑料零件的修复1、塑料的分类：热塑性塑料、热固性塑料对于热

40、塑性塑料零件的粘接，可以使用热熔粘接法和溶剂粘接法。2、热熔粘接法用电热、热气或磨擦热将粘合面加热熔融，然后叠合，加上足够的压力，直到冷却凝固为止。大多数热塑性塑料表面加热到1502300C就可以进行粘接。3、溶剂粘接法将相应的溶剂涂滴于粘接处，待溶剂使塑性变软，再合拢施加压力，溶剂挥发后便可牢固。如聚乙烯溶于二甲苯中。如果溶剂选择合适，效果较好热固性塑料在溶剂中不溶。第八节 表面强化技术精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页一、定义：采用某种工艺手段使零件表面获得与基体材料的组织结构、性能不同的一种技术。二、作用：

41、提高零件表面的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀等性能的方法。三、常用方法：1、表面机械强化：喷丸强化：把高速运动的弹丸喷射到零件表面，使金属材料表面产生强烈的塑性变形，从而产生一次具有较高残余应力的冷作硬化层，即喷丸强化层。作用：可提高材料的疲劳断裂抗力，防止疲劳失效，塑性变形与脆断，提高疲劳寿命。适合各种机械、航空、航海、石油、矿山、铁路、运输、重型机械、军械等。零件喷丸强化后的特点（1）零件受喷表面残余压应力的大小和压应力层的深度取决于受喷材料的性能和喷丸强度。材料的强度和硬度越高, 压应力就越大 , 压应力层的深度就越浅 , 喷丸强度越高 , 压应力层的深度也越大。（2）受喷表层的材料组织发生

42、变化。（3）受喷表面变得粗糙。受喷表面的粗糙度随着喷丸强度的提高、表层硬度的降低和弹丸尺寸的减小而变差。（4）尺寸增大。受喷表面的金属被挤出, 形成微小的金属波峰 , 故而尺寸增大。液压强化 ：利用金刚石滚压或其他形式的滚压头，以一定的滚压力对零件表面进行滚压运动，使经过滚压的表面由于形变强化而产生硬化层，达到提高零件表面的力学性能的目的。2、表面热处理强化和化学热处理强化：（1）表面热处理强化：表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短

43、时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等（2）表面化学热处理强化：化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质( 气体、液体、固体 ) 中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。（3）激光表面处理：使用激光束进行加热，使工件表面迅速熔化一定深度的薄层，同时采用真空蒸镀、电镀、离子注入等方法把合金元素涂覆于工件表面，在激光照射下使其与基体金属充分融合，冷凝后在模具表面获精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页得厚度为 101000m具有特殊性能的合金层，冷却速度相当于激冷淬火。（4）电火花表面强化：通过电火花的放电作用把一种导电材料涂敷熔渗到另一种导电材料的表面，从而改变后者的表面性能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页