再制造中常用的表面工程技術(shù)

1、1.產(chǎn)品再制造中常用表面技術(shù)產(chǎn)品再制造中常用表面技術(shù)再制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室再制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.2.3.(3) 和制造新品相比，再制造產(chǎn)品的成本低于和制造新品相比，再制造產(chǎn)品的成本低于50%，節(jié)能節(jié)能60%,節(jié)材節(jié)材70%，對(duì)環(huán)境的不利影響低于，對(duì)環(huán)境的不利影響低于80%。在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、安排就業(yè)以及企業(yè)增效等方面發(fā)在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、安排就業(yè)以及企業(yè)增效等方面發(fā)揮著重要作用。揮著重要作用。(4) 中國再制造的特色在于積極開發(fā)表面技術(shù)、攻中國再制造的特色在于積極開發(fā)表面技術(shù)、攻克零件壽命評(píng)估難題，著力提高舊件利用率，使之克零件壽命評(píng)估難題，著力提高舊件利用率，使之對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)更大。對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的貢

2、獻(xiàn)更大。(5) 發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)，不僅寫入了發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)，不僅寫入了中華人民共和中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法，而且列入了，而且列入了“十二五十二五”規(guī)劃規(guī)劃綱要，還被國家選定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。綱要，還被國家選定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。4. . 表面工程在產(chǎn)品再制造中的地位作用表面工程在產(chǎn)品再制造中的地位作用整機(jī)壽命的整機(jī)壽命的“短板短板”是部分損傷的零件；是部分損傷的零件；損傷零件的損傷零件的“短板短板”是個(gè)別失效的表面；是個(gè)別失效的表面；表面常見失效形式：磨損、腐蝕；表面常見失效形式：磨損、腐蝕；對(duì)零件表面失效的治理，在整機(jī)再制造中工作量最對(duì)零件表面失效的治理，在整機(jī)再制造中工作量

3、最 大、而且對(duì)整機(jī)性能以及壽命的影響最為關(guān)鍵；大、而且對(duì)整機(jī)性能以及壽命的影響最為關(guān)鍵；表面工程的功能是：恢復(fù)尺寸、恢復(fù)表面性能或改善表面工程的功能是：恢復(fù)尺寸、恢復(fù)表面性能或改善 表面性能。表面性能。木桶效應(yīng)木桶效應(yīng)5.3. 表面工程技術(shù)體系表面工程技術(shù)體系改變基質(zhì)材料成分，達(dá)到改善性能的目的，不附加膜層。改變基質(zhì)材料成分，達(dá)到改善性能的目的，不附加膜層。表面工程技術(shù)體系表面改性表面改性表面處理表面處理表面涂覆表面涂覆復(fù)合表面技術(shù)復(fù)合表面技術(shù)納米表面工程技術(shù)納米表面工程技術(shù)不改變表面材質(zhì)成分，只改變基質(zhì)材料的組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)不改變表面材質(zhì)成分，只改變基質(zhì)材料的組織結(jié)構(gòu)及應(yīng)力，達(dá)到改善性能的目的，

4、不附加膜層。力，達(dá)到改善性能的目的，不附加膜層。如：離子注入、化學(xué)熱處理等。如：離子注入、化學(xué)熱處理等。如：表面淬火、表面變形處理、表面納米化加工等。如：表面淬火、表面變形處理、表面納米化加工等。在基質(zhì)材料表面上制備涂覆層，涂覆層的材料成分、組在基質(zhì)材料表面上制備涂覆層，涂覆層的材料成分、組織、應(yīng)力按照需要制備。織、應(yīng)力按照需要制備。如：電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、氣相沉積、熱噴涂、堆焊、熔覆、如：電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、氣相沉積、熱噴涂、堆焊、熔覆、粘涂、涂裝等。粘涂、涂裝等。綜合運(yùn)用多類、多種表面工程技術(shù)。綜合運(yùn)用多類、多種表面工程技術(shù)。如：熔覆如：熔覆+噴涂；納米化加工噴涂；納米化加工+滲擴(kuò)；粘

5、涂滲擴(kuò)；粘涂+電刷鍍等。電刷鍍等。以傳統(tǒng)表面工程技術(shù)為基礎(chǔ)，通過引入納米材料、納米以傳統(tǒng)表面工程技術(shù)為基礎(chǔ)，通過引入納米材料、納米技術(shù)改善表層性能。技術(shù)改善表層性能。如：納米電刷鍍、納米熱噴涂、納米熔覆、納米粘涂等。如：納米電刷鍍、納米熱噴涂、納米熔覆、納米粘涂等。6. 常用表面工程技術(shù)常用表面工程技術(shù) 4.1 堆焊與熔覆堆焊與熔覆7母母 材材fB熔覆材料（絲熔覆材料（絲材、粉材）材、粉材）熱源熱源電??；等離電??；等離子弧；激光束；電阻子弧；激光束；電阻絲等絲等熔覆層截面熔覆層截面熔覆金屬的面積熔覆金屬的面積f f；母材熔化區(qū)面積母材熔化區(qū)面積 B B稀釋率稀釋率原原 理理 ： 在某種熱源作用

6、下，使熔覆材料和母材熔化，構(gòu)成在某種熱源作用下，使熔覆材料和母材熔化，構(gòu)成 合金化熔池，經(jīng)冷卻結(jié)晶形成覆層。合金化熔池，經(jīng)冷卻結(jié)晶形成覆層。 B大于零，稱為堆焊，大于零，稱為堆焊， B趨于零，稱為熔覆。趨于零，稱為熔覆。 稀釋率反映熔覆材料的合金成分被母材的沖淡情況。稀釋率反映熔覆材料的合金成分被母材的沖淡情況。. 電弧堆焊，包括手工焊條堆焊電弧堆焊，包括手工焊條堆焊/藥芯焊絲自動(dòng)堆焊藥芯焊絲自動(dòng)堆焊/絲絲材或帶材埋弧堆焊等。擅長(zhǎng)堆焊大面積、大厚度，設(shè)材或帶材埋弧堆焊等。擅長(zhǎng)堆焊大面積、大厚度，設(shè)備購置費(fèi)約備購置費(fèi)約3萬元。萬元。 等離子弧噴焊。擅長(zhǎng)在規(guī)則形面上制備耐熱合金層，等離子弧噴焊。擅

7、長(zhǎng)在規(guī)則形面上制備耐熱合金層， 設(shè)備購置費(fèi)約設(shè)備購置費(fèi)約70萬元。萬元。 激光熔覆。擅長(zhǎng)在復(fù)雜形面上制備合金層，設(shè)備購置激光熔覆。擅長(zhǎng)在復(fù)雜形面上制備合金層，設(shè)備購置 費(fèi)約費(fèi)約100萬元。萬元。分分 類類 ：8.適用條件適用條件 ：1. 零件磨損量大。零件磨損量大。2. 零件服役工況惡劣。零件服役工況惡劣。3. 零件可焊性要好（無裂紋、不易變形、應(yīng)力?。?。零件可焊性要好（無裂紋、不易變形、應(yīng)力小）。4. 涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度大于涂層與基體冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度大于500 MPa 級(jí)。級(jí)。5. 能用于承受交變負(fù)荷的表面。能用于承受交變負(fù)荷的表面。施工要領(lǐng)施工要領(lǐng) ： 1. 熔覆層合金化設(shè)計(jì)（

8、影響表面性能、可焊性及后續(xù)熔覆層合金化設(shè)計(jì)（影響表面性能、可焊性及后續(xù) 加工性能）加工性能）2. 復(fù)合表面技術(shù)的運(yùn)用復(fù)合表面技術(shù)的運(yùn)用9.堆焊后的立磨磨輥堆焊后的立磨磨輥立磨磨輥輥面堆焊現(xiàn)場(chǎng)立磨磨輥輥面堆焊現(xiàn)場(chǎng)10.堆焊后的連鑄輥堆焊后的連鑄輥裝配后的連鑄輥裝配后的連鑄輥11.大型閥門密封面大型閥門密封面 等離子噴焊機(jī)等離子噴焊機(jī) 錐面噴焊錐面噴焊大型柴油機(jī)氣閥密封面噴焊大型柴油機(jī)氣閥密封面噴焊電站高壓閘閥電站高壓閘閥 密封面噴焊密封面噴焊.13用激光仿形熔覆技術(shù)恢復(fù)轉(zhuǎn)用激光仿形熔覆技術(shù)恢復(fù)轉(zhuǎn)子的尺寸及表面性能子的尺寸及表面性能 石化設(shè)備中的螺桿壓縮機(jī)陰石化設(shè)備中的螺桿壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子發(fā)生大面積

9、擦傷陽轉(zhuǎn)子發(fā)生大面積擦傷 再制造后的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子副再制造后的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子副 . 激光熔覆再制造截齒激光熔覆再制造截齒激光熔覆不銹鋼立柱激光熔覆不銹鋼立柱激光強(qiáng)化刮板機(jī)中部槽激光強(qiáng)化刮板機(jī)中部槽14.15二級(jí)動(dòng)葉片典型的損傷狀態(tài) 二級(jí)動(dòng)葉片激光熔覆過程 熔覆層加工后的二級(jí)動(dòng)葉片 噴涂耐磨涂層后的二級(jí)動(dòng)葉片 .4.2 熱噴涂熱噴涂氣體氣體熱噴涂技術(shù)原理示意熱噴涂技術(shù)原理示意16. 高速電弧絲材噴涂高速電弧絲材噴涂。溫度。溫度5 0006 000 ，粒速，粒速100 300 ms-1，擅長(zhǎng)制備常用合金涂，擅長(zhǎng)制備常用合金涂 層，設(shè)備購置費(fèi)約層，設(shè)備購置費(fèi)約 3.5 萬元。萬元。 等離子弧粉末噴涂

10、等離子弧粉末噴涂。溫度。溫度10 00015 000 ，粒速，粒速100 400 ms-1，擅長(zhǎng)制備陶瓷涂層，設(shè)備購置費(fèi)約，擅長(zhǎng)制備陶瓷涂層，設(shè)備購置費(fèi)約 89 萬元。萬元。 超音速燃?xì)夥勰﹪娡砍羲偃細(xì)夥勰﹪娡?。溫度。溫? 100 ，粒速，粒速300500 ms-1，擅長(zhǎng)制備金屬陶瓷，如，擅長(zhǎng)制備金屬陶瓷，如 WC/Co 涂層涂層，設(shè)備購，設(shè)備購 置費(fèi)約置費(fèi)約 100 萬元。萬元。.適用條件：適用條件：1. 補(bǔ)償尺寸一般為補(bǔ)償尺寸一般為12 mm，最大可達(dá)，最大可達(dá)10 mm。2. 外圓和平面的噴涂面積可大可小，內(nèi)圓孔徑需大于外圓和平面的噴涂面積可大可小，內(nèi)圓孔徑需大于150 mm，沉積效

11、率，沉積效率110 kg/n。3. 基體溫度低于基體溫度低于300 ，工件不易變形。，工件不易變形。可加入硬質(zhì)粉末或納米粉末用于改善表面性能?？杉尤胗操|(zhì)粉末或納米粉末用于改善表面性能。 涂層與基體結(jié)合機(jī)理以機(jī)械咬合為主，輔助涂層與基體結(jié)合機(jī)理以機(jī)械咬合為主，輔助 擴(kuò)散結(jié)合、物理結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度擴(kuò)散結(jié)合、物理結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度3090 MPa級(jí)級(jí)。6. 常用于零件上與滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈配合的表面，常用于零件上與滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈配合的表面， 密密封件配合表面，滑動(dòng)摩擦面，不宜用于受交變負(fù)荷封件配合表面，滑動(dòng)摩擦面，不宜用于受交變負(fù)荷的表面。的表面。施工要領(lǐng)：施工要領(lǐng)： 1. 表面預(yù)處理（凈化、粗化）表面預(yù)

12、處理（凈化、粗化） 2. 噴涂材料選擇及噴涂工藝參數(shù)優(yōu)化噴涂材料選擇及噴涂工藝參數(shù)優(yōu)化18.19.20高速電弧噴涂箱體自動(dòng)化操作高速電弧噴涂箱體自動(dòng)化操作.新建造油污水監(jiān)測(cè)處理船新建造油污水監(jiān)測(cè)處理船電弧噴涂電弧噴涂666666獵潛艇長(zhǎng)效防腐獵潛艇長(zhǎng)效防腐用高速電弧噴涂制備艦船防腐涂層用高速電弧噴涂制備艦船防腐涂層21.22.用高速電弧噴涂制備艦船甲板防滑涂層用高速電弧噴涂制備艦船甲板防滑涂層23.對(duì)活塞頂部和排氣管用等離子噴涂制備隔熱涂對(duì)活塞頂部和排氣管用等離子噴涂制備隔熱涂層層.25.電刷鍍?cè)黼娝㈠冊(cè)?.3 電刷鍍電刷鍍26.適用條件：適用條件： 補(bǔ)償尺寸：理想為補(bǔ)償尺寸：理想為0.2

13、 mm一下，最大一下，最大3 mm（需多層夾（需多層夾 心心 鍍）。鍍）。2. 外圓和平面鍍積面積可大可小。內(nèi)孔以鍍筆能伸入、外圓和平面鍍積面積可大可小。內(nèi)孔以鍍筆能伸入、 鍍液易流動(dòng)為原則。鍍液易流動(dòng)為原則。 鍍積尺寸便于控制，如快速鎳沉積率鍍積尺寸便于控制，如快速鎳沉積率0.510 m /min， 設(shè)備上有安培小時(shí)計(jì)。設(shè)備上有安培小時(shí)計(jì)。 基體溫度常溫態(tài)，零件不變形?；w溫度常溫態(tài)，零件不變形。 通過選擇鍍積金屬或添加納米顆粒來調(diào)節(jié)表面性能通過選擇鍍積金屬或添加納米顆粒來調(diào)節(jié)表面性能。 鍍層與基體屬外延式聯(lián)生結(jié)晶，結(jié)合強(qiáng)度鍍層與基體屬外延式聯(lián)生結(jié)晶，結(jié)合強(qiáng)度300 MPa級(jí)。級(jí)。 常用于零

14、件上與滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈的配合面、密封件配合常用于零件上與滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈的配合面、密封件配合 面、花鍵側(cè)面等，不宜用于受交變負(fù)荷的表面。面、花鍵側(cè)面等，不宜用于受交變負(fù)荷的表面。8. 便于現(xiàn)場(chǎng)施鍍，便于對(duì)設(shè)備局部解體施鍍。便于現(xiàn)場(chǎng)施鍍，便于對(duì)設(shè)備局部解體施鍍。施工要領(lǐng)：施工要領(lǐng)： 1. 表面預(yù)處理要求高（凈化、活化）。表面預(yù)處理要求高（凈化、活化）。 2. 正確選擇鍍液及規(guī)范。正確選擇鍍液及規(guī)范。 3. 鍍后一般磨削加工或打磨鍍后一般磨削加工或打磨27. 空軍某部利用納米電刷鍍技術(shù)再制造蘇空軍某部利用納米電刷鍍技術(shù)再制造蘇-XX飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片，并已通過空軍裝備部組織的機(jī)葉片，并已通過空軍裝備部組織的300小時(shí)臺(tái)架考核和專家組小時(shí)臺(tái)架考核和專家組鑒定。該技術(shù)已被空軍批準(zhǔn)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的批量再制造，鑒定。該技術(shù)已被空軍批準(zhǔn)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的批量再制造，已創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益已創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益7500 萬元以上。萬元以上。 28.29. 在自動(dòng)化專機(jī)上應(yīng)用電刷鍍技術(shù)再制造發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，鍍層厚度0.