一種套筒類零件內(nèi)壁感應(yīng)熔覆再制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種筒類零件內(nèi)壁感應(yīng)烙覆再制造方法，屬于再制造技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā) 明可W應(yīng)用于對(duì)車輛變速箱、齒輪傳動(dòng)箱等部件內(nèi)因磨損超差的軸承座、齒套、連接齒輪等 套筒類零件進(jìn)行再制造修復(fù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦山機(jī)械、工程機(jī)械、特種裝備W及軍用武器裝備等重載履帶車輛服役工況苛刻、 工作環(huán)境惡劣，車輛變速箱、齒輪傳動(dòng)箱等部件的軸、齒、坐孔、套筒類零件面臨嚴(yán)重的沖擊 變形、接觸疲勞W及磨粒磨損等問(wèn)題，特別是由于外部灰塵、沙±等雜質(zhì)進(jìn)行密封系統(tǒng)，導(dǎo) 致座孔和套筒等零件內(nèi)壁表面磨損嚴(yán)重，甚至由于尺寸超差而大量失效報(bào)廢。
[0003] 再制造是對(duì)再制造毛巧（廢舊零部件）進(jìn)行專業(yè)化升級(jí)改造，使其質(zhì)量特性不低 于原型新品水平的過(guò)程。而表面涂覆層是恢復(fù)零件表面尺寸和性能的重要手段，是恢復(fù)零 件質(zhì)量特性的關(guān)鍵。目前常用的激光烙覆、熱噴涂、等離子焊接、堆焊等再制造成形加工技 術(shù)主要針對(duì)外表面損傷毛巧的再制造修復(fù)，而氣相沉積、電沉積等薄膜沉積技術(shù)雖然可針 對(duì)零件內(nèi)孔表面進(jìn)行新品強(qiáng)化處理，但由于膜層厚度有限、且沉積效率低，無(wú)法解決因內(nèi)孔 大尺寸超差造成的廢舊零件再制造修復(fù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種套筒類零件內(nèi)壁感應(yīng)烙覆再制造方法，該方法可 制備與套筒類零件內(nèi)壁具有冶金結(jié)合的感應(yīng)烙覆耐磨涂層，實(shí)現(xiàn)軸承座、齒套、連接齒輪、 被動(dòng)齒輪等典型變速箱、齒輪傳動(dòng)箱零件內(nèi)壁表面再制造修復(fù)。
[0005] 本發(fā)明提供的套筒類零件內(nèi)壁感應(yīng)烙覆再制造方法，包括W下步驟：
[0006] a)套筒類零件內(nèi)壁表面清潔與預(yù)處理；
[0007] b)在所述內(nèi)壁表面預(yù)置鐵基合金粉末涂層；
[000引C)制備高頻感應(yīng)烙覆涂層；
[0009] d)感應(yīng)烙覆涂層機(jī)械加工。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：對(duì)套筒類零件進(jìn)行內(nèi)壁表面清潔和打磨處理，去除 表面污染物、氧化層、疲勞層和劃痕損傷。
[0011] 優(yōu)選的：將鐵基合金粉末與粘結(jié)劑混合，制成膏狀物，均勻涂于所述內(nèi)壁表面，之 后對(duì)零件進(jìn)行烘干處理，使粘結(jié)劑揮發(fā)，并使鐵基合金粉末涂層與內(nèi)壁表面形成物理結(jié)合。
[0012] 優(yōu)選的，所述烘干處理的溫度設(shè)置范圍為150~200°C，時(shí)間2~3小時(shí)。
[0013] 優(yōu)選的，所述鐵基合金粉末的成分為：
[0014] C-0. 1 ~0. 3wt%，Cr-18 ~35wt%，B-0 ~4. 8wt%，Si-0. 5 ~0. 9wt%，Mo-1. 6 ~ 2. 4wt%，Ni-15~24wt%，Mn-0. 5~0. 8wt%，化余量和雜質(zhì)元素。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟c)具體為：將經(jīng)過(guò)步驟b)處理的套筒類零件固定在豎直放置的 工件轉(zhuǎn)臺(tái)上，使套筒類零件內(nèi)壁圓柱體與感應(yīng)加熱線圈同軸，使用高頻感應(yīng)加熱裝置和內(nèi) 孔感應(yīng)加熱線圈所述套筒類零件內(nèi)壁表面鐵基合金粉末涂層進(jìn)行氣氣保護(hù)下的加熱烙覆， 停止加熱并繼續(xù)通保護(hù)氣體冷卻至20(TCW下，再停止所述套筒類零件旋轉(zhuǎn)和通氣，自然空 冷，獲得與套筒類零件內(nèi)壁基體具有冶金結(jié)合的高頻感應(yīng)烙覆涂層。
[0016] 優(yōu)選的，所述加熱烙覆工藝參數(shù)為：功率密度20~50W/mm2、所述套筒類零件內(nèi)壁 表面與感應(yīng)線圈間隙4~6mm、所述套筒類零件沿軸屯、移動(dòng)速度1~5mm/s、所述套筒類零 件旋轉(zhuǎn)速度150~25化/min,所述套筒類零件內(nèi)壁通入氣氣流量1. 5~化/min。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟d)具體為：采用磨床對(duì)所述套筒類零件的內(nèi)壁表面進(jìn)行機(jī)械加 工。
[001引利用本發(fā)明對(duì)車輛變速箱和齒輪傳動(dòng)箱內(nèi)套筒類零件內(nèi)壁進(jìn)行再制造修復(fù)，其優(yōu) 點(diǎn)是：
[0019] 制備的感應(yīng)烙覆再制造涂層與零件基體之間形成良好的冶金結(jié)合，涂層厚度范圍 在0. 1~0. 9mm范圍可控，涂層顯微硬度在340~910HV范圍可調(diào)，涂層及其界面組織致密， 無(wú)孔洞、夾雜、裂紋等缺陷；再制造成形層表面粗趟度低，加工余量小，鐵基合金粉末利用 率高；再制造加工過(guò)程熱影響區(qū)窄，不對(duì)基體產(chǎn)生熱損傷；可根據(jù)內(nèi)壁零件實(shí)際服役工況、 失效形式和材質(zhì)特性，選擇鑲基、鐵基、鉆基或輕合金涂層材料進(jìn)行再制造修復(fù)；套筒類零 件感應(yīng)烙覆再制造過(guò)程W工業(yè)用電為能源，不產(chǎn)生廢水、廢氣和廢渣污染，對(duì)操作人員無(wú)噪 音、粉塵、福射、強(qiáng)光等傷害；套筒類零件再制造修復(fù)成本僅為同型新品制造成本的10%， 節(jié)能節(jié)材和環(huán)保效果顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明提供的一種套筒零件內(nèi)壁表面鐵基合金涂層X(jué)RD圖譜
[0021] 圖2為本發(fā)明提供的一種套筒零件內(nèi)壁表面鐵基合金涂層SEM形貌
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面W某型重載履帶車輛變速箱主軸軸承座為例，結(jié)合圖1說(shuō)明套筒類零件感應(yīng) 烙覆再制造的具體方法及主要工藝參數(shù)的選擇。其中，軸承座材質(zhì)為45鋼，硬度約為260~ 300HV，內(nèi)孔尺寸為；。80mmX40mm，壁厚為8mm。
[0023] 使用的感應(yīng)加熱電源最大輸出振蕩功率80kW，振蕩頻率80-200曲z，感應(yīng)線圈有 效加熱長(zhǎng)度50mm，外圓直徑為。70mm。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 本發(fā)明一種重載履帶車輛套筒類零件內(nèi)壁感應(yīng)烙覆再制造方法，針對(duì)內(nèi)壁零件嚴(yán) 重磨損，單邊尺寸超差范圍達(dá)到05~0. 7mm情況下，給出的技術(shù)方案是；
[0026] (1)W丙酬為清洗劑，對(duì)待處理零件進(jìn)行超聲波清洗，去除內(nèi)壁表面油污等污染 物。
[0027] 采用磨床對(duì)內(nèi)壁表面進(jìn)行磨削預(yù)處理，獲得內(nèi)壁尺寸為。80. 75mm。
[002引 （2)將松香與松節(jié)油按照1 : 3的質(zhì)量比混合后加熱至90°C，制成粘結(jié)劑。將鐵 基合金粉末與粘結(jié)劑按照10 : 1的質(zhì)量比混合并攬拌均勻，制成膏狀物。借助刮刀和夾持 旋轉(zhuǎn)工裝，將制得的膏狀粉末/粘結(jié)劑混合物均勻涂于經(jīng)過(guò)步驟（1)處理后的零件內(nèi)壁表 面，厚度約為1. 0mm。將零件放入鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行烘干處理，烘干溫度設(shè)置為180°C，時(shí)間 2小時(shí)，使預(yù)置涂層內(nèi)部的松節(jié)油揮發(fā)。
[0029] 使用鐵基合金粉末粒度為300~500目，成分為；C-0.llwt%，Cr-18. 5wt%，B-0， Si-〇. 9wt%，M〇-2. 3wt%，Ni-23. 4wt%，Mn-〇. 75wt%，化余量和不可避免的雜質(zhì)元素。
[0030] (3)制備高頻感應(yīng)烙覆涂層；將經(jīng)過(guò)步驟（2)處理的零件固定在豎直放置的工件 轉(zhuǎn)臺(tái)上，使零件內(nèi)壁圓柱體與感應(yīng)加熱線圈同軸，使用高頻感應(yīng)加熱裝置和內(nèi)孔感應(yīng)加熱 線圈對(duì)過(guò)步驟（2)處理的零件內(nèi)壁表面預(yù)置涂層進(jìn)行氣氣保護(hù)下的加熱烙覆，停止加熱并 繼續(xù)通保護(hù)氣體冷卻至200°CW下，再停止零件旋轉(zhuǎn)和通氣，自然空冷，獲得與零件內(nèi)壁基 體具有冶金結(jié)合的高頻感應(yīng)烙覆涂層。感應(yīng)烙覆工藝參數(shù)如下；功率密度25W/mm2、零件內(nèi) 壁表面與感應(yīng)線圈間隙5mm、零件沿軸屯、移動(dòng)速度1. 5mm/s、零件旋轉(zhuǎn)速度2(K)r/min，零件 內(nèi)壁通入氣氣流量2.化/min。
[0031] (4)感應(yīng)烙覆涂層機(jī)械加工：根據(jù)零件配合精度和尺寸要求，采用磨床對(duì)內(nèi)壁表 面進(jìn)行機(jī)械加工，零件內(nèi)壁表面粗趟度達(dá)到76，內(nèi)壁尺寸達(dá)到。80 (+0.035)，使零件內(nèi) 壁表面達(dá)到原型新品的質(zhì)量特性。
[0032] 經(jīng)上述方法在零件內(nèi)壁表面獲得的鐵基合金涂層平均厚度為0.87~0.92mm，涂 層表面硬度340~370HV，涂層與零件基體界面實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，涂層孔隙率0. 7 %W下。涂層 相結(jié)構(gòu)的X射線衍射分析狂RD)圖譜如圖1所示；涂層截面顯微組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。從 本實(shí)施例的結(jié)果可W看出，采用本實(shí)施例的方法能夠在零件內(nèi)壁表面制備具有冶金結(jié)合特 征的鐵基自烙性合金厚涂層，涂層內(nèi)部孔隙率低，涂層與基體結(jié)合良好，涂層組織呈典型等 軸晶特征，涂層內(nèi)部主要由硬質(zhì)相化并3、碳化物（Fe，化)并3和a-化構(gòu)成，碳化物的含量不 高，a-Fe中固溶了大量的化、NiW及少量的Si、C等元素。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 本發(fā)明一種重載履帶車輛套筒類零件內(nèi)壁感應(yīng)烙覆再制造方法，針對(duì)內(nèi)壁零件中 度磨損，單邊尺寸超差范圍達(dá)到0. 5~0. 3mm情況下，給出的技術(shù)方案是；
[0035] (1)W丙酬為清洗劑，對(duì)待處理零件進(jìn)行超聲波清洗，去除內(nèi)壁表面油污等污染 物。
[0036] 采用磨床對(duì)內(nèi)壁表面進(jìn)行磨削預(yù)處理，獲得內(nèi)壁尺寸為。80. 55mm。
[0037] (2)將松香與松節(jié)油按照1 : 3的質(zhì)量比混合后加熱至90°C，制成粘結(jié)劑。將鐵 基合金粉末與粘結(jié)劑按照10 : 1的質(zhì)量比混合并攬拌均勻，制成膏狀物。借助刮刀和夾持 旋轉(zhuǎn)工裝，將制得的膏狀粉末/粘結(jié)劑混合物均勻涂于經(jīng)過(guò)步驟（1)處理后的零件內(nèi)壁表 面，厚度約為0. 75mm。將零件放入鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行烘干處理，烘干溫度設(shè)置為180°C，時(shí) 間2小時(shí)，使預(yù)置涂層內(nèi)部的松節(jié)油揮發(fā)。
[003引使用鐵基合金粉末粒度為300~500目，成分為；C-0. 13wt%，Cr-21.Iwt%，B-1. 6,Si-0. 84wt%，Mo-2. 09wt%，Ni-21. 3wt%，Mn-0. 62wt%，化余量和不可避免的雜質(zhì) 兀素。
[0039] (3)制備高頻感應(yīng)烙覆涂層；將經(jīng)過(guò)步驟（2)處理的零件固定在豎直放置的工件 轉(zhuǎn)臺(tái)上，使零件內(nèi)壁圓柱體與感應(yīng)加熱線圈同軸，使用高頻感應(yīng)加熱裝置和內(nèi)孔感應(yīng)加熱 線圈對(duì)過(guò)步驟（2)處理的零件內(nèi)壁表面預(yù)置涂層進(jìn)行氣氣保護(hù)下的加熱烙覆，停止加熱并 繼續(xù)通保護(hù)氣體冷卻至200°CW下，再停止零件旋轉(zhuǎn)和通氣，自然空冷，獲得與零件內(nèi)壁基 體具有冶金結(jié)合的高頻感應(yīng)烙覆涂層。感應(yīng)烙覆工藝參數(shù)如下；功率密度30W/mm2、零件內(nèi) 壁表面與感應(yīng)線圈間隙5mm、零件沿軸屯、移動(dòng)速度2.Omm/s、零件旋轉(zhuǎn)速度20化/min,零件 內(nèi)壁通入氣氣流量2.化/min。
[0040] (4)感應(yīng)烙