农机修理中常用修复工艺简介

顾春雷

摘 要：对农机修理中电镀、刷镀、喷镀、等离子弧喷涂、等离子喷焊等常用修复工艺的技术特点、优缺点、适用范围等做了详细的介绍，有利于提高人们对农机零件修复工艺的认识。

关键词：农机;修理;修复工艺

1 电镀和刷镀

电镀法主要有镀铬和镀钢等。用于金属的电镀层是在温度15～105 ℃的電解条件下获得的，对基体金属的性质没有什么影响，且镀层与基体金属间有较高的结合强度，但镀层的力学性能随着镀层的厚度增加而变坏。所以电镀修理法受到零件磨损程度的限制。一般镀铬厚度为0.01～0.03 mm，而镀钢厚度为0.05～5 mm范围内。电镀法应用广泛，如：在滚动轴承外圈表面上和轴瓦的外表面上镀铜，用来增加轴承和轴承座的过盈量。在蜗轮和蜗杆的螺纹表面镀铜，可增加啮合的平滑性;镀锡和镀铅锡合金于轴瓦工作表面，可补偿轴瓦耐磨合金的磨损，且增加磨合效果。也可采用镀锌、镀镉等方式进行防腐处理。

电刷镀是一种特殊的电镀，又称涂镀、快速电镀、快速笔涂电镀、擦镀、选择性电镀等。电刷镀基本原理也和电镀一样，刷镀时将工件作为阴极，浸过镀液的镀笔作为阳极。将工件和阳极分别接在刷镀电源上的正负极，然后将镀笔放在工件的被镀部位，进行相对运动，即可得到所需的金属镀层。刷镀的优点：①镀积速度快，为电镀的5～20倍;②镀层具有良好的力学性能和物理化学性能，硬度高、耐磨性和结合强度好;③设备简单，方便灵活，可到现场进行局部解体或不解体刷镀，被镀零件的尺寸和形状不受限制;④镀层尺寸精确，根据需要可方便的选用刷镀层种类和调整镀层硬度，采用安培小时计监控镀层厚度，精度可达±0.01 mm，一般情况下镀后零件不需机加工;⑤一台设备，只改变镀液种类，就可镀多种金属和合金层。安全可靠，环境污染小;⑥耗电量小，仅为电镀的几十分之一;⑦对零件的热输入小，基体金属不会发生变形。

电刷镀适合范围：①恢复磨损和加工超差的零件;②新零件的保护层，用于防磨、防蚀等;③大型精密零件（如曲轴、机体平面、油缸等）局部擦伤、划痕、凹坑的修复;④改善轴承与配合面的过盈配合性能;⑤修复有缺陷的电镀件和电镀无法完成的零件，如盲孔、狭缝及无法入槽的零件。

2 喷镀

喷镀修理就是将熔化的金属颗粒，喷射到预先准备好的零件表面上，使磨损尺寸得到恢复。喷射时，将熔化了的金属，用0.5～0.7 MPa的压缩空气吹成极细的微粒（约0.01～0.05 mm），以很大的速度（可达140～300 m·s-1）喷射到预先准备好的喷镀零件的表面上，撞击、填塞和堆积起来。靠分子与零件的结合力彼此结合起来，形成一层具有一定强度的金属喷镀层。喷镀工艺过程可分为三个阶段：即表面准备（预加工）、喷镀和镀后加工。喷镀层的多孔性，创造了储油条件，且金属微粒被空气淬硬，以及颗粒表面氧化物的夹杂和撞击硬化，使镀层硬度可提高30%～80%，耐磨性较好。缺点：喷镀层结合强度不高，抗疲劳能力和承受冲击负荷性能较差。可在强度要求不高的零件维修中应用。

3 等离子弧喷涂

等离子弧是新型热源，它温度高，热量集中，热影响区小，生产效率高，弧的稳定性好，具有可控性，可根据需要对弧的温度、长度、直径和冲击力进行调节。等离子喷涂是利用非转移弧，在喷枪中当电弧引燃（通常用高频电流引弧）后，在阴极（后电极）和阳极（喷嘴）间形成电弧。输入的气体吸热并被电离，形成等离子体。当等离子与电子复合时，即释放出能量，温度可达万摄氏度以上，把难熔的金属粉末快速熔化，并以极高的速度喷散成较细并具有很大动能的颗粒。当这些颗粒穿过等离子焰流撞击到工件上时，产生严重塑性变形，填充到零件表面已预先做好的粗糙面上，形成很薄的具有特殊性能的涂层。

优点：①喷涂厚度范围在0.05～1.5 mm，通常0.1～0.5 mm;②火焰温度高，热量集中，可喷涂高熔点的金属和非金属，如碳化铬或陶瓷等;③流速快且能量集中，因熔粒动能大，与零件表面结合紧密牢固;④热影响区小，避免零件因受热而带来的变形;⑤设备简单、操作方便、效率高、无公害。存在与气、电喷镀相比克服了其结合强度低、组织不细密和喷镀材料消耗大等缺点。

适用范围：主要用于修复和提高零件的耐磨性。如柴油机进、排气门锥面，若喷涂一层硬度高、抗高温氧化性能好的钴、铬、钨等耐磨材料，可提高寿命。活塞环如用等离子喷铬、铝和碳化物层，可获得较高的硬质耐高温层，近年来又发展了喷陶瓷环，有更高的熔点和硬度，热稳定性和耐磨性能好。汽缸套表面喷涂钼、碳化钨等耐磨材料，使汽缸套具有多孔性和耐热、耐蚀性，可提高寿命。

4 等离子喷焊

等离子喷焊是应用氩气等离子弧作高温热源，用合金粉末作填充金属的一种表面熔敷合金，使表面硬化的新技术，它实质是熔化焊，粉末在弧柱中被加热，呈熔化或半熔化状态，喷至熔池后充分熔化，在工件表面获得致密的熔深较浅的合金熔敷层。

优点：①热量集中。温度高，生产效率高，熔敷率达9 kg·h-1，超过一般堆焊;②喷焊层较薄，成形平整、光滑，成形尺寸范围宽并可精确控制，一次喷焊可控制宽度3～40 mm，厚度0.25～8 mm。③喷焊层质量高且工艺稳定性好;④喷焊过程自动进行，易于实现机械化和自动化。缺点：污染较严重，存在着因热应力而使零件变形和焊层产生裂纹等问题。

适用范围：喷焊常用来修复柴油机严重磨损的旧零件和一些工作条件恶劣、易磨损的零件。如柴油机的进、排气门，为提高气门密封面的寿命，可在密封面上喷焊钴基或镍基合金。