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□ 张玉峰
以往对曲轴的修复都是采用振动堆焊、单金属镀铬、镀铁等工艺,工艺比较复杂,且结合强度、表面硬度和耐磨性较差,限制了维修后的使用寿命。采用NiPSi复合刷镀工艺修复磨损后的曲轴,具有工艺简单、刷层硬度高、耐磨性好、热膨胀系数小及使用寿命长等特点。
复合刷镀修复工艺须先作表面处理,将曲轴清洗后,根据轴颈磨损后的形状或擦伤、烧伤的情况,在磨床上将其磨圆,直径一般比标准尺寸小0.50~1.00 mm。可使用武汉军械士官学校研制的“便携式逆变焊镀充电多用机”,刷镀笔阳极的型号为CB40×40,阳极配备的导充电柄型号为TDB-Ⅰ(Ⅱ);复合刷镀层硬度用HX-200型硬度机测定。
复合刷镀液的组成为:硫酸镍,264 g/L;氯化镍,65 g/L;磷酸二氢锌,106 g/L;硅(微粒),12~16 g/L;添加剂适量。其中Si微粒的物理形态为:直径≤80 nm,球形,灰褐色,呈均匀分散状态。
复合刷镀液的配制方法是,将各种成分用适量的水溶解,把添加剂混合后,加入已配制好的溶液中搅拌均匀,用水稀释至规定体积,再用酸或碱液调节pH值至规定值。将Si粒子润湿,加入已配好的溶液并不断搅拌直至完全均匀。
工艺流程为:预处理→水洗→电净→水洗→活化→水洗→刷镀过渡层→水洗→刷镀工作层→水洗→镀后热处理。
工作参数为:电净采用TGY-2电净液,工件接负极,电压10~13 V;活化采用THY-1活化液,电压8~12 V,工件接正极,时间30~60 s;用特殊镍刷镀过渡层05~1 μm;复合刷镀工作层电流为11~13 A,镀笔运动速度为0.04~0.06 m/s。
影响曲轴镍-磷-硅复合刷镀的因素是,组成镀液的化学组份、粒子浓度、粒子尺寸、镀液温度等。经研究得出:曲轴镍-磷-硅复合刷镀的镀液Si粒子含量在12~16 g/L、镀液温度为85~92 ℃、Si微粒的直径≤80 nm为最佳。如刷镀时刷镀笔的运动速度过大,Si粒子及镀液相对曲轴表面运动速度太快,难以在其表面停留,会影响复合材料的镀覆;当刷镀笔的运动速度保持适中时,会使Si粒子在镀液内部处于分散状态,Si粒子依靠刷镀笔运动的机械搅拌力和静电引力移向曲轴表面而沉积。经实验刷镀笔的运动速度应为0.04~0.06 m/s。
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