CN103302444A - 一种机械磨损后的修复剂及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械修复领域，尤其涉及一种机械磨损后的修复剂及修复方法，其特征在于：配方包括以下质量份的组份：铁1500-2000份、锰0.1-0.5份、镁0.1-0.6份、矾钛0.05-0.2份、钴0.05-0.3份、钨0.001-0.15份、盐酸3000-4000份。修复方法中经过除油泥、探伤、检查工件同心度、去除工件金属疲劳层、清洗工件、吸附修复工件等步骤达到修复要求。本发明可以对工件本身起到强化作用，而且是在常温下进行修复对工件本身不造成二次伤害，并使磨损工件修复后的光洁度、硬度、结合度和耐磨度好，不产生热应力和变形。

Description

一种机械磨损后的修复剂及修复方法

技术领域

本发明属于机械修复领域，尤其涉及一种机械磨损后的修复剂及修复方法。

 

背景技术

各类型电机、风机、泵、叶轮、压缩机、转子等的工件通过曲轴、直轴、偏心轴、活塞杆、缸体和机身内孔等的高速转动或者高速运动进行工作，实现工业生产的需要。工件因为高速转动或者高速运动，其磨损的频率和磨损的程度也越来越高。

在现代工业中，对工件磨损的修复势在必行。通过修复使工件能尽快投入工作并减少损失，同时由于修复费用比购置新件的费用低很多，可以大大降低设备运行成本并提高生产效益。磨损工件维修不仅是保障企业正常生产的前提，而且是企业节约、增效的一个重要途径，在很多大中企业中得到广泛使用。

目前维修市场流行的维修技术，因为采用的维修原理和维修手段的差异，修复后使用效果也完全不同，有的结合度达不到要求，有的硬度达不到要求，有的耐磨度达不到要求，有的光洁度差，使维修后的工件使用寿命极短，尤其是用高温技术修复的工件还会产生热应力和变形，造成直接不能使用或报废。特别也是不能在现场处理磨损工件。

 

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种可常温下修复、现场处理磨损工件、修复后保持时间长的机械磨损后的修复剂及修复方法。

解决以上技术问题的一种机械磨损后的修复剂，其特征在于：配方包括以下质量份的组份：铁1500-2000份、锰0.1-0.5份、镁0.1-0.6份、矾钛0.05-0.2份、钴0.05-0.3份、钨0.001-0.15份、盐酸3000-4000份。

配方包括以下质量份的组份：铁1600-1900份、锰0.2-0.4份、镁0.2-0.5份、矾钛0.1-0.17份、钴0.1-0.2份、钨0.01-0.1份、盐酸3200-3800份。 

配方包括以下质量份的组份：铁1800份、锰0.3份、镁0.4份、矾钛0.1份、钴0.15份、钨0.05份、盐酸3500份。

本发明中的一种机械磨损后的修复方法，其特征在于：包括以下步骤： 

（1）除油泥：

清除工件疲劳层的油泥；

（2）探伤、检查工件同心度：

检查工件是否有裂纹，再对工件磨损情况进行诊断，确定修复方案；

（3）去除工件金属疲劳层、清洗工件：

去除工件金属疲劳层，再把工件清洁干净； 

（4）吸附修复工件：

将修复剂装入修复池中，采用交、直流变换调节，通过电解将修复剂中的铁合金分子吸附到工件的磨损部位进行修复，温度20－35°；

常规的修复方法修复温度在500度到2000度不等，会使工件产生热应力变形，以致不能使用。本发明对磨损工件的修复方法在常温下修复，修复过程中不会产生热应力，不会使工件变形。

交直流同时使用达到每平方一定的电流，使工件一毫米以内的杂质得以从工件本体剥离，达到所需要的表面修复前提条件。

（5）工件打磨抛光：

将工件进行初步打磨到符合修复初加工需要。铁合金分子吸附到磨损部位后，其厚度要比要求的技术尺寸略大些，将工件进行初步打磨到符合修复初加工需要。

（6）精加工修复：

在高精度机床上对工件进行精加工，按工件要求的技术指标进行磨削。一般的车床已经不能适用于修复后的工件加工因为修复层的耐磨合金车床是达不到精度要求的，必须使用磨床进行磨削才能达到使用的要求精度。

本发明中根据工件不同的损伤程度修复机械磨损厚度可1-20毫米。

所述步骤（4）中每隔2-3h对采用PH试纸对修复池中的合金原料进行成份测量和添加。

用本发明中的修复剂和修复方法对机械磨损后的修复解决了以下技术问题：

A、维修材料与原工件材料结合力好，在工件高速转动时不容易脱落失效；

B、维修材料的硬度好，能经得起高速转动的需要；

C、维修材料的耐磨度好，确保修复后较长的使用寿命；

D、在维修过程中不使工件产生热应力和变形，不影响工件转动；

E、对磨损严重的工件进行修复，在大厚度修复的同时解决了很高的结合力，确保了修复效果。

本发明在常温条件下，用化工的方式，将铁（Fe）合金分子结合到工件的磨损部位来进行工件修复。即在32－35°常温条件下，用交直流化工的方式，将金属合金分子吸附在工件磨损部位，达到修复的目的。铁合金分子的主要含量是铁，是修复表面的主要元素，其中的锰（Mn）可以有效提高修复的硬度，钒钛可以提高修复的光洁度和耐磨性，钴(Co)可以进一步提高修复的耐磨度，镁(Mg)可以提高修复的结合度和硬度等，铁合金分子元素含量的不同对形成合金的硬度、耐磨度和光洁度影响很大，尤其是元素比例大小对合金性质影响更大。

本发明中的修复剂及修复方法可以对工件本身起到强化作用，而且是在常温下进行修复对工件本身不造成二次伤害。

本发明中的一种机械磨损后的修复方法使磨损工件修复后的光洁度、硬度、结合度和耐磨度好，不产生热应力和变形。

 

具体实施例

  实例1

修复剂的配方包括以下质量份的组份：铁1500份、锰0.1份、镁0.1份、矾钛0.05份、钴0.05份、钨0.001份、盐酸3000份。

所用修复方法如下：

（1）除疲劳层油泥：

接到工件后对工件疲劳层的油泥进行清除，清除工作必须干净彻底，油泥清除不干净会降低修复结合度。

（2）探伤、检查工件同心度：

探伤是检查工件是否有裂纹，若有裂纹，则不可再修复；检查工件同心度是对工件磨损情况进行诊断，找出磨损部位的真实程度，确定修复方案。这个过程的关键是诊断，即对磨损工件中心线有没有偏移，找到哪一面磨损偏厚哪一面磨损偏薄，这是磨损修复的重要一步。

（3）去除工件金属疲劳层并清洗工件：

工件由于长期在高温高速下转动，其表面除了磨损外还产生一定厚度的疲劳层，疲劳层对修复的结合度和修复后的耐磨度都会有影响，所以必须干净去除；并做到干净清洁，为化工铁合金修复做好准备。

（4）铁合金分子吸附，修复工件所需元素的特殊要求

在25－35°常温条件下，采用交直流，用化工方法将铁合金分子吸附到磨损部位，达到修复工件的目的。这个阶段主要是控制好温度，随时检测合金元素的变化，及时进行元素的调整，确保合金元素比列的稳定。

每隔两至三个小时对修复池中的合金原料进行测量和添加，保持它们的稳定性，使修复层得以相对稳定。

铁合金分子包含锰、铁、钒钛、钴、镁等十几种金属元素，原料的用量和范围根据不同的工件予以调整使用。修复出来的效果能使不同的工件达到恢复和强化的作用。

（5）工件打磨抛光

铁合金分子吸附到磨损部位后，其厚度要比要求的技术尺寸略大些，便于工件打磨抛光的需要。打磨抛光是修复的初加工，将工件进行初步打磨到符合修复初加工需要。

（6）恢复到工件要求的技术指标

在高精度机床上对工件进行精加工，按工件要求的技术指标进行磨削，达到客户对工件的使用要求。

机械零件磨损的修复方法克服了其它修复技术的弊端，有效提高了磨损工件修复的结合度、硬度、耐磨度、光洁度，修复后的磨损工件不会产生热应力和变形，使用寿命优于新件。

实例2

配方包括以下质量份的组份：铁2000份、锰0.5份、镁0.6份、矾钛0.2份、钴0.3份、钨0.15份、盐酸4000份。

所用方法如实例1。

实例3

配方包括以下质量份的组份：铁1600份、锰0.2份、镁0.2份、矾钛0.1份、钴0.1份、钨0.01份、盐酸3200份。 

所用方法如实例1。

实例4

配方包括以下质量份的组份：铁1900份、锰0.4份、镁0.5份、矾钛0.17份、钴0.2份、钨0.1份、盐酸3800份。 

所用方法如实例1。

实例5

配方包括以下质量份的组份：铁1800份、锰0.3份、镁0.4份、矾钛0.1份、钴0.15份、钨0.05份、盐酸3500份。

所用方法如实例1。

实例6

配方包括以下质量份的组份：铁1700份、锰0.25份、镁0.3份、矾钛0.15份、钴0.18份、钨0.08份、盐酸3600份。

所用方法如实例1。

本发明中修复磨损工件后的技术指标：

表1

	指标	性能效果
			1	颜色	修复部位呈光洁的银白色
2	硬度	修复部位硬度高达ＨＲＣ45－60，比45号钢更硬
			3	结合度	修复部位结合层的结合度高达∕c㎡
4	耐磨性	相对耐磨性高达150%
			5	热应力	无热应力，不变形
6	使用寿命	修复后工件的使用寿命优于新件

本发明中修复后与其他工艺的对比参数如下：

表2

本发明中修复磨损工件后的效果：

１、修复后工件的结合度，硬度和耐磨度都比原件的好。

２、修复后工件使用性能寿命优于新件。

３、维修费用比购新件低很多，可以大大地为企业节约设备成本，提高了企业效益。

本发明中的修复方法适合所有的机械设备上的轴类和易损件类的维修。

Claims (6)

1.一种机械磨损后的修复剂，其特征在于：配方包括以下质量份的组份：铁1500-2000份、锰0.1-0.5份、镁0.1-0.6份、矾钛0.05-0.2份、钴0.05-0.3份、钨0.001-0.15份、盐酸3000-4000份。

2.根据权利要求1所述的一种机械磨损后的修复剂，其特征在于：配方包括以下质量份的组份：铁1600-1900份、锰0.2-0.4份、镁0.2-0.5份、矾钛0.1-0.17份、钴0.1-0.2份、钨0.01-0.1份、盐酸3200-3800份。

3.根据权利要求1所述的一种机械磨损后的修复剂，其特征在于：配方包括以下质量份的组份：铁1800份、锰0.3份、镁0.4份、矾钛0.1份、钴0.15份、钨0.05份、盐酸3500份。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种机械磨损后的修复方法，其特征在于：包括以下步骤： 

（1）除油泥：

清除工件疲劳层的油泥；

（2）探伤、检查工件同心度：

检查工件是否有裂纹，再对工件磨损情况进行诊断，确定修复方案；

（3）去除工件金属疲劳层、清洗工件：

去除工件金属疲劳层，再把工件清洁干净； 

（4）吸附修复工件：

将修复剂装入修复池中，采用交、直流变换调节，通过电解将修复剂中的铁合金分子吸附到工件的磨损部位进行修复，温度20－35°；

（5）工件打磨抛光：

将步骤（4）中修复后的工件进行初步打磨到符合修复初加工需要；

（6）精加工修复：

在高精度机床上对工件进行精加工，按工件要求的技术指标进行磨削。

5.根据权利要求4所述的一种机械磨损后的修复方法，其特征在于：修复机械磨损厚度1-20毫米。

6.根据权利要求4所述的一种机械磨损后的修复方法，其特征在于：步骤（4）中每隔2-3h对采用PH试纸对药品变化进行测量和添加修复池中的合金原料进行测量和添加。