氧-乙炔火焰粉末喷涂技术在电机转子轴颈修复中的应用

莱钢科 技
第 １期 （ 总第 １ ６ ９期 ）
氧一 乙炔 火 焰 粉 末 喷 涂 技 术 在 电机 转 子 轴 颈修 复 中的应 用
李传 红
（设备检修 中心）
摘
要： 针 对 电机 转子 轴颈严 重磨损 状 况 ， 在 比较 常 用修 复 工艺和 氧一 乙炔 火焰粉 末喷 涂工 艺
的前提下 ， 分析 了火焰粉末喷涂技术在大型转子轴颈磨损修复应用上的可靠性， 并加以实施。
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反应施镀 。由于刷镀镀液浓度和电流密度大 ， 镀层 沉积 速度 快 ， 修 理 速 度 快 。缺 点是 对 工 件 表 面预 处 理要求高， 结合强度 比冶金结合略低 ； 其次 ， 镀层耐 磨性差 ， 抗冲击和异物划伤性能差 ， 不宜采用电刷镀 修复 。
干净 ， 未进 行 除油 或 除油 不 彻 底 的工件 不得 转 入 下
道工 序 。
２ ． ２ 喷涂 材 料 ，
火焰 粉 末 喷 涂 按 其 用 途 分 为 底 层 粉 末 （ 结 合 层 ）与工作 层组 成 ， 如 图 ３所示 。
工作层
２ ． ３ ． ２ 喷涂表 面 的准备
１ ）喷前 预 加工 。主 要 包 括 除 去待 喷表 面上 的
２ ． ３ 。 ４ 工件 的 喷涂后 加工
作为过 渡层。镍一铝 复合 粉末可分 为镍包 铝 （ Ｎ ｉ ／
Ａ １ ） 和铝 包镍 （ Ａ ｌ ／ ／ Ｎ ｉ ） 。通 过实 践 ， 镍 包 铝 粉末 喷涂 时放 热反应 剧 烈 ， 烟 雾 较 大 。铝 包 镍 粉 末 喷 涂 时放 热 反应 起始 温度 较 低 ， 反 应 进 行 的平 缓 ， 烟雾 较 小 ，
基、 铜 基 三种 。
修 复 中 已取 得一 定成 效 。下 面介绍 型钢炼 铁 厂热 风 炉助燃 风机 电机 转 子轴 颈磨损 修复 实 际情况 。电机
轴 颈修 复 前后效 果见 图 ５ 。
２ ． ３ 喷涂 工艺
氧一乙炔火焰粉末喷涂工艺包括 ： 喷涂前基体
表 面 的预处 理 、 喷 涂 打底 层 粉 、 喷 工作 层 粉 末 、 涂 层
作者简介 ： 李传红（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， １ ９ ９ ４年 ７ 月毕业于莱 芜中等专业学
校机械制造专业 。工程师 ， 主要从事机械技术工作。 ６ ０
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２ ０ １ ４年 ２月
种 喷枪 、氧 、乙炔供 给装 置 以及 辅助 装 置 ，如 图 ２
所示 。
别是放热型复合粉末和 自熔性合金粉末的诞生， 使
氧一 乙炔火 焰粉 末喷涂 工艺 应用越 来越 广 。
２ 氧一 乙炔火焰粉末喷涂修复技术
氧一 乙炔 火 焰 粉 末 喷 涂 技 术 是 利 用 燃 气 （ 乙
１ 电机磨 损轴颈常用修 复工艺
１ ． １ 堆 焊法
炔）与助燃气 （ 氧气 ） 燃烧产生 的热量加热粉末态 喷涂 材料 ， 使其 达到熔 融 或软化 状态 ， 借助 焰流 动能
在 已处理 好 的基体 表 面上首 先均 匀喷 上一层 结 合粉 末 ， 底层 的 喷漆厚 度不 需太 厚 ， 厚 度一 般 以 ０ ．１
—
０ ． １ ５ ｍ ｍ为 宜 。火 焰 一般采 用 中性焰 。
２ ）喷 工作 层粉 底 层喷好 之 后 ， 应 立 即喷涂 工作 层粉末 ， 以防止 氧化 和 污染 。火 焰 亦 采 用 中性焰 。喷涂 完 毕 ， 转 子 轴 颈可 在车 床上 旋转 自然 冷却 。
关 键词 ： 氧一 乙炔 火焰 ； 粉末 ； 喷涂 ； 电机 轴 颈 ； 修 复
０ 前 言
大型 电机转 子 轴 颈磨 损 ， 主 要是 因轴 承润 滑 不 良， 滚 动体 发热 、 粘结 ， 导致 轴承 与轴严 重打 滑 、 部 分 区域联 接 失效 ； 轴 颈处 磨损 严重 时还 易 出现 裂纹 ， 从 而严 重制 约着 生产 发 展 。 目前 ， 用 于 轴类 零 件 磨 损 修复 的手段 主要 有 堆 焊 、 电刷 镀 、 车小 轴 颈 、 热 喷 涂 等 。随着 制粉技 术 的发展 ， 新 的粉 末材 料 净 化 和活化 表 面 。
２ ）喷砂 。
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ｌ Ｈ 一 卜 图 ３ 火 焰 粉 末 喷 涂 涂层
２ ． ２ ． １ 喷涂 打底 层材 料 喷涂打 底层 一般 采用 放热 型 的镍一 铝 复合 粉末
２ ． ３ ． ３ 工件 的喷涂 １ ） 喷底层
后 处 理 四个 方 面 。
图５ （ ａ ） 为 磨 损 的热 风 炉 助燃 风机 电机 轴 。电
机转子轴失效时轴承 内圈已与轴颈咬合 ， 解体时用 电气焊强行割下 ， 轴颈处损伤 面积达 ８ ０ ０ ｍ ｍ 。 以上。
多处呈 现 硬斑 、 凹坑 ， 凹坑 最 深 处 达 ３ ｉ １ ／ ｉ １ ， 并 有 几 条
１ ． ３ 将 轴车小 法
车 小轴 颈 对磨 损 表 面直 接 进 行切 削 加 工 ， 使其 在公 差 尺寸范 围 内 ， 由于磨 损表 面被 车削 ， 基体 尺寸 变小， 对 于几种 轴颈 来说 ， 滚 动轴 承或滑 动轴 瓦需重
新 配制 ， 而且轴 颈下 切量 将达 ２ ｍ ｍ 以上 ， 这 样对 转动 零件 的抗 扭力 有影 响 。
件 和 技术要 求 的不 同 ， 可分 别 选 择 与其 相 适 应 的 耐
蚕
３ 氧一 乙炔 火焰 粉末喷涂应用
采 用 火焰 粉 末 喷 涂 工艺 ， 在大 型 电机 转 子 轴颈
磨损 、 耐腐 蚀 、 耐热抗 氧 化 、 导 电、 绝缘 等 不 同性能 的
合金粉末材料 ， 通常用的喷涂工作层粉末有镍基 、 铁
或喷 射加 速气体 ， 将 粉 末 喷射 到经 预 处 理 的基 体 表 面， 形 成涂层 的工 艺方 法 。 主要 应 用 于 机 械零 件 磨 损 区的预 防性保 护和修 复 。图 １为氧一 乙炔 火焰 喷
涂粉末 过程示 意 。
选用特种焊条对磨损部位进行补焊 ， 焊接完成 后通过机械加工保证配合尺寸。堆焊涂层与轴颈基
体 的结 合为 冶金结 合 ， 结 合力 很高 ， 但堆 焊 的热影 响 区较大 ， 一旦 在施 焊过程 中产 生轴 颈弯 曲变形 ， 再进 行 事后 调整是 相 当 困难 的 。因此 ， 轴 颈 磨 损 修 复不
宜 采用 堆焊 手段 。 １ ． ２ 电刷镀 法
电刷镀 修 复工 艺 即在通 电状 态下 ， 用 蘸 镀 液 的 阳极 与作 阴极 的被镀 工件 做相对 接触 运动 进行 化学
效 果更 好 。
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作为配合面的涂层还要进行加工 ， 以达到所需 要 的尺 寸 。喷 涂 层 的 加 工 主 要 采 用 切 削 和 磨 削 两
种 。从 经济 角度 出发 ， 优 先考虑 切 削加工 ， 为 了减少 磨量 ， 可预 先进 行车 削加 工 ， 然 后再 进行磨 削 。
２ ． ２ ． ２ 喷涂 工作 层材 料 喷涂 工作 层粉 末根 据被 喷涂 基体 表 面 的工作 条
完成工件的氧一 乙炔火焰粉末喷涂强化和修复
加 工 的全部 工 艺流程 如 图 ４所 示 。
深达 ２ ． ２ ｍ ｉ ｌ ｌ 的拉伤 ， 此件特点两端装轴承部位 同心 度要求很高。采 用氧一 乙炔火焰粉末 喷涂修 复， 主
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图４ 氧一 乙 炔 火 焰 粉 末 喷 涂 工 艺 流 程
２ ． ３ ． １ 喷 涂表 面 的清洗 、 除 油 清洗 时 ， 可用 三氯 乙烷 、 三氯 乙烯 、 丙酮 或 汽油 、 柴油 等清 洗工 作 ， 除 油 时一 定 将 零 件 上 的油 污清 洗
图 ２氧一 乙炔 火 焰 喷 涂 工艺 设 备 的 组 成