第四讲 机械零件修复技术

金属扣合技术
1.强固扣合（8-40mm） d=(1.4-1.6)b l=(2.0-2.2)b t≤b
材料：1Cr18Ni9或 1Cr18Ni9Ti
2.强密扣合：承受高压的气缸或容器等有密封要求的零件
强密扣合法
金属扣合技术
3.加强扣合:修复承受高载荷的厚壁零件，波形键+钢制砖形加强键
热扣合
4.热扣合：利用金属热胀冷缩原理，修复飞轮、齿轮和重型机架
1.饺削：利用绞刀修整孔
2.磨：修复圆柱内表面
3.研磨：修复高精度配合表面 4.刮削：用刮刀从工件表面去除一层很薄的金属的手工方法，重要滑动表面的修复，如导轨、滑动 轴承的修复。
5.钳工修补
* 键槽 * 螺孔 * 铸铁裂纹
钳工和机械加工技术的常用方法：
1.局部更换法 2.换位法 3.镶套法 4.金属扣合法
焊条：氧化型钢芯铸铁焊条（Z100）、高帆铸铁焊条（Z116、Z117)、纯镍铸铁焊条 （Z308）、镍铁铸铁焊条（Z408)、镍铜铸铁焊条（Z508)、铜铁铸铁焊条（Z607、Z612)、 奥氏体铸铜焊条等。
清洗工件→钻止裂孔→合拢加固、点焊定位→制备坡口→烘干焊条，工件火考除油→低
温预热工件→施焊（小电流、分段、分层、锤击,以减少焊接应力和变形） →保温缓冷→清 除焊渣 球墨铸铁：比灰铸铁难焊 球化剂Mg在补焊时烧损，促进白口化；QT弹性模量大和体积收缩量均比HT大，焊缝区应 力大。 2.有色金属零件的焊接修复
对滚动轴承，可通过选配法重新装配成套；也可通过外圈、内圈滚道镀铬、镀铁、镀铜后 装配；或电焊修补滚子轴承内圈；保持架可使用专门工具进行整形。
Hale Waihona Puke 壳体零件的修复1.气缸体的修复 气缸体裂纹：焊补，黏结、强密扣合、栽铜螺钉填满裂纹、用螺钉把补板固定在 气缸体上
气缸体或气缸盖变形：
汽缸磨损： 其他
2.变速箱体的修复
源的叫低温镀铁，镀层力学性能较好，与机体结合较好。 3.镀铬：不仅可修复磨损表面尺寸，还可提高表面耐磨性。镀层硬度高 （400-1200Hv），与机体结合强度高，耐热性好（ 480℃以下不变色，700 ℃硬度才显著下降），耐蚀性好，是修复零件最有效的方法之一。但镀层脆， 成本高，一般只用在重要零件。
等
3.三束表面改性技术 激光表面处理技术（0.1-0.8mm） 离子束表面处理 电子束表面处理
塑性变形修复技术
原理：利用金属或合金的塑性变形，使零件在一定外力作用下改变其几何形状而 不损坏。是将零件不工作部位的金属向磨损部位移动，以补偿磨损掉的金属，恢复零 件工作表面的尺寸和现状。 1.墩粗法：借助外力减小高度，增大外径减小内径，修复有色金属套筒和圆柱形 零件（磨损量小于0.6mm）压缩量应小于原高度15%，且高度/直径<2，否则不宜采用。 2.挤压法：利用压力将不需要严格控制尺寸部分材料挤压到已磨损部位(筒形零件 内径修复）。 3.扩张法：修复外径磨损的筒形件 4.校正法：冷压校正/冷作校正/热校
第四讲 机械零件修复技术
• 常用机械零件修复技术 • 机械零件修复后的性能 • 典型零部件的修复 • 零件修复技术的选择
机械零件修复技术
•钳工和机械加工修复技术
•工件表面强化技术
•塑性变形修复技术
•电镀修复技术 •热喷涂修复技术 •焊接修复技术 •粘接修复技术
钳工和机械加工修复技术
钳工和机械加工基本工序：
墩粗法修复铜套
挤压法修复轴套
电镀修复技术
原理：在直流电场作用下，利用电解原理使金属或合金沉积在零
件表面上，形成均匀、致密、结合力强的金属镀层的过程。
电镀不仅能恢复磨损零件的尺寸， 而且还能改善零件的表面性质，提高 耐磨性、耐蚀性，形成装饰性镀层及 特殊用途镀层，如防止渗碳用的镀铜、 防止氮化用镀锡、提高表面导电性镀 银等。
3.钢件的焊接修复：修补裂纹和补偿尺寸磨损
粘接修复技术
粘结修复原理：利用胶黏剂把两个分离、断裂或磨损的零件进行联 接、密封、堵漏、修复或补偿尺寸的一种工艺方法。是机械连接、物理吸 附、分子扩散、化学键等多种形式综合作用的结果。 特点：
1.粘结温度低，不产生热应力和变形，不改变机体金相组织，密封性
好； 2.粘结工艺简单易行，不需要复杂设备，成本低，周期短，适用范围 广； 3.耐蚀、耐酸、碱、油、水等特点，接头不需进行防腐、防锈处理。 可作为填充物补砂眼和气孔等铸造缺陷，进行密封补漏、紧固防松，修 复已松动的过盈配合表面； 4.不耐高温（300℃以下），强度低，较脆，不耐冲击，易老化，有 毒易燃。
粘接修复技术
类型： 1.无机胶黏剂：磷酸-氧化铜胶黏剂。耐较高温度600850℃，套接
b 50 80MPa
2.有机胶黏剂：环氧树脂、热固性酚醛树脂
机械零件修复后的性能
1.修复层与基体的结合力及结合形式 2.修复层的性能 * 结合强度 * 耐磨性 * 疲劳强度 * 耐腐蚀性
3.改善修复层性能的主要工艺措施
齿轮的修复
修理方法 零件磨损部位 达到公称尺寸 利用花键孔镶新轮圈插齿 轮齿 轮齿局部断裂，堆焊加工成形 内孔镀铁后磨 对称形状的齿轮调头倒角使用 齿角 堆焊齿角后加工 孔径 镶套、镀铬、镀镍、堆焊 磨孔配轴 搓磨齿角 达到修配尺寸
键槽
堆焊加工或转位另开键槽
加宽键槽，另配键
离合器爪
堆焊后加工
轴承的修复——滑动轴承
修理方法 故障特征 到达公称尺寸 轴套孔磨损 轴承内孔磨损 轴瓦擦伤或胶合 因磨损径向间隙增大 润滑恶化，磨损加剧 磨损、刮伤、断裂 磨损严重 调换轴套 镶套 清洗后内表面刮研 增减调整垫、轴衬背面镀铜或重新浇铸 减小接触角，增大油楔尺寸 补焊或堆焊，气焊修复轴瓦 重新浇铸瓦衬 刮刀开大瓦口 刮研 达到修配尺寸 镗削、饺削或刮削修复
工件表面强化技术
原理：是指采用某种工艺手段，通过材料表层的相变改变表层
的化学成分、应力状态等来赋予表层机体材料本身所不具备的特殊力 学、物理、化学性能，从而满足工程上对材料及其制品提出的要求一 种技术。
工件表面强化技术
1.表面形变强化（0.5-1.5mm） 喷丸强化：高速弹丸强烈冲击工件表面使之产生形变硬化层并引起残余应 力的一种机械强化方法。 滚压强化：用球形金刚石滚压头或表面有连续沟槽的球形金刚石滚压头以 一定滚压力对零件表面进行滚压，使之表面形变强化产生硬化层。 2.表面热处理强化 感应加热表面淬火：高、中、工频 火焰加热表面淬火：乙炔-氧或煤气-氧混合气体燃烧的火焰（2-6mm） 表面化学热处理强化：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属（W、V、Cr）
丝杆
滑移拨叉 楔铁
阀座
制动轮 杠杆及连杆
接合面磨损
轮面磨损 孔磨损 堆焊后加工 镶套、堆焊，堆焊后孔重加工
车削或研磨接合面
车削至较小尺寸 扩孔
零件修复技术的选择
在机械设备维修中，充分利用修复技术，合理地选择修复工艺， 是提高修理质量、降低修理成本、加快修理进度的有效措施。修复技
术的选取原则是：
1.技术合理性：适合零件材质、能否达到修补层厚度、零件构造对修 补工艺影响、修补层力学性能
箱体变形： 裂纹 轴承孔磨损
其他零件的修复
修理方法 零件名称 磨损部分 达到公称尺寸 导轨、滑板 滑动面研伤 螺纹磨损 轴颈磨损 拨叉侧面磨损 滑动面磨损 外径磨损，与汽 活塞 缸间隙增大，活 塞环槽磨宽 移位、车活塞环槽 粘或镶板后加工 调头使用 切去损坏的部分，焊接一段后重车螺纹 堆焊轴颈后加工 铜焊，堆焊后加工 铜焊接长，粘接及钎焊巴 氏合金、镀铁 喷涂金属、着力部分浇铸 巴氏合金，按分级修理尺 寸车宽活塞环槽 达到修配尺寸 刮研或机加工 校正后车削螺纹重配螺母 轴颈部分车细或磨削
2.经济合算：修复费用+使用成本
3.生产可行：本单位及协作单位生产条件、修复技术水平等
3.金属电弧喷涂：曲轴、一般轴、导辊、负荷轴
4.等离子喷涂：阀门、阀座、气门等磨 损部位 5.爆炸喷涂：汽轮机叶片、刀具、模具
等
焊接修复技术
1.铸铁零件的焊接修复 普通灰铸铁（白口铸铁很少补焊） 热焊：焊接前预热600℃以上，焊接时不低于500℃，焊后缓冷。气焊或电弧焊均可。
冷焊：不预热或温度在400℃以下的情况，一般采用手工电弧焊或半自动电弧焊。
热喷涂修复技术
热喷涂原理：利用一种热源将喷涂材料加热至熔融状态，并通过气流吹动使其雾 化，高速喷射到零件表面而形成涂覆层的表面加工技术。
1.氧-乙炔焰粉末喷涂：轴类或轴套类
2.氧-乙炔焰线材喷涂：曲轴、机床 主轴、柱塞、轧辊轴颈、机床导轨等磨 损部位喷钢，在桥梁、高压铁塔、钢闸 门等上喷铝或锌防蚀，在轴瓦上喷铜、 喷巴氏合金，在食品容器上喷锡等。
电镀修复技术
种类： 1.镀铜：与机体金属结合能力强，无需复杂的镀前准备，在室温及很小的电 流密度下即可进行，操作方便。用于恢复过盈配合表面（轴瓦、铜套等）、 改善间隙配合件的摩擦表面（缸套）、紧固件放松、作防腐保护层等。 2.镀铁：俗称镀钢。电解液温度在90-100℃，使用直流电源的叫高温镀铁，
镀层硬度差，与机体结合不可靠；电解液温度在40-50℃，使用不对称交流电
* 机械加工 * 清洗 * 活化 * 粗化 * 滚压或喷丸 * 预热
典型零部件的修复
轴的修复
齿轮的修复
轴承的修复
壳体零件的修复
机体零件的修复 其他零部件的修复 机床零部件的修复
轴的修复
修理方法 零件磨损部分 到达公称尺寸 滑动轴承的轴颈及外圆柱面 装滚动轴承的轴颈 轴上键槽 花键 轴上螺纹 圆锥孔 外圆锥面 轴上销孔 扁头、方头及球面 一端损坏 弯曲 加工 切去损坏的一段，焊接一段 校正 镀铬、镀铁、金属喷涂、堆焊 镀铬、镀铁、堆焊、滚花、化学镀铜 堆焊修理键槽，转位铣新键槽 堆焊重铣或镀铁后磨 堆焊，重车螺纹 加工 喷涂、加工 车成小一级螺纹 磨到较大尺寸 磨到较小尺寸 重新绞孔 加工修整几何形状 键槽加宽，≤原宽度1/7，配键 达到修配尺寸