基于機械零件磨損修復技術的研究

董士平

摘要：機械設備在生產應用過程中難免出現磨損、刮傷、變形等原因造成設備損壞不能得到合理應用而失效，為達到設備科學應用需要對機械設備采取合理且先進的工藝對損壞部分進行修復。因此，基于對機械設備修復技術的研究及應用，有利于提高設備使用壽命，對設備恢復應用具有重要的現實意義。

關鍵詞：機械零件；磨損；修復

1.前言

隨著科學技術的快速發展，機械設備是推動現代社會發展的基礎及催化劑，是當前社會革新的先進生產力。機械設備在使用過程中由于維護不當或長期運行易出現磨損現象，損傷狀況多為配合間隙超標，嚴重處呈現局部溝槽、表面燒焦變黑等現象，導致配合失效。隨著機電一體化，高速化，微電子化等科技的進一步發展與創新，使得機械設備維護與修復更加寬廣，用于修復機械設備損壞的方法較多，如鉗工修復方法，機械修復法，焊修法，電鍍法，噴涂法，粘修法。在實際修復中可在經濟允許，條件具備，盡可能滿足零件尺寸及性能的情況下，合理選用修復方法及工藝。

2.機械設備零件常見磨損類型

機械設備在工作過程中，摩擦是不可避免的自然現象，磨損是摩擦的必然結果，機械設備中約有80%的零件因磨損而失效報廢。磨損是一種微觀和動態的過程，因機件間不斷地摩擦或因介質的沖刷，其摩擦表面逐漸產生磨損，因此引起機件幾何形狀改變，強度降低，破壞了機械的正常工作條件，在這一過程中，零件不僅發生外形和尺寸的變化，而且會發生其他各種物理、化學和機械的變化，使機器喪失了原有的精度和功能。機械設備零件常見磨損類型主要有以下幾種：

2.1.黏著磨損

兩摩擦表面接觸時，由于表面不平，發生的是點接觸，在相對滑動和一定載荷作用下，在接觸點發生塑性變形或剪切，使其表面膜破裂，摩擦表面溫度升高，嚴重時表面金屬會軟化或熔化，此時，接觸點產生黏著，然后出現黏著剪斷再黏著再剪斷的循環過程，形成黏著磨損。

2.2.磨料磨損

由于一個表面硬的凸起部分和另一表面接觸，或者在兩個摩擦面之間存在著硬的顆粒，或者這個顆粒嵌入兩個摩擦面的一個面里，在發生相對運動后，使兩個表面中某一個面的材料發生位移而造成的磨損稱為磨料磨損。冶金機械的許多構件直接與灰渣、鐵屑、礦石顆粒相接觸，都會發生不同形式的磨料磨損。

2.3.疲勞磨損

摩擦表面材料微觀體積受循環接觸應力作用產生重復變形，導致產生裂紋和分離出微片或顆粒的磨損稱為疲勞磨損。如滾動軸承的滾動體表面、齒輪輪齒節圓附近、鋼軌與輪箍接觸表面等，常常出現小麻點或痘斑狀凹坑，就是疲勞磨損所形成。

2.4.腐蝕磨損

在摩擦過程中，金屬同時與周圍介質發生化學反應或電化學反應，使腐蝕和磨損共同作用而導致零件表面物質的損失，這種現象稱為腐蝕磨損。

2.5.微動磨損

兩個接觸表面由于受相對低振幅振蕩運動而產生的磨損叫做微動磨損。它產生于相對靜止的接合零件上，因而往往易被忽視。微動磨損的最大特點是在外界變動載荷作用下，產生振幅很小的相對運動，由此發生摩擦磨損。

3.機械零件修復技術

失效的機械零件大部分都可以修復，尤其是磨損失效的零件，可以采用堆焊、熱噴涂和噴焊、電刷鍍等表面技術，不僅使修復后的機械零件滿足使用的技術要求，而且還能提高零件的某些性能，如耐磨性、耐腐蝕性等。對于機械設備的基礎件，如氣缸蓋、機體等大型鑄件產生裂紋，可針對性地采用粘接技術進行修復。機械零件磨損修復主要有以下幾種方式：

3.1.鉗工修復

鉗工修復包括絞孔，研磨，刮研，鉗工修補。絞孔是為了能提高零件的尺寸精度和減少表面粗糙度值，主要用來修復各種配合的孔. 研磨是在工件上研掉一層極薄表面層的精加工方法，可得到較高的尺寸精度和形位精度。刮研是用刮刀從工件表面刮去較高點，再用標準檢具涂色檢驗的反復加工過程，具有切削量小，切削力小，產生熱量小，夾裝變形小，不受工件位置和工件大小的限制，可根據實際要求把工件表面刮成中凹或中凸等特殊形狀，獲得很高的精度和很小的表面粗糙度值。

3.2.機械修復

機械修復包括局部換修法、換位法、鑲補法、金屬扣合法、修理尺寸法、塑性變形法等，可利用現有的簡單設備與技術，進行多種損壞形式的修復。其優點是不會產生熱變形；缺點是受零件結構、強度、剛度的限制，難以加工硬度高的材料，難以保證較高精度。局部換修法是指若零件的某個部位局部損壞嚴重，而其他部位仍完好，如果零件結構允許，可將磨損嚴重的部位切除，將這部分重制新件，用機械連接、焊接或膠粘的方法固定在原來的零件上，使零件得以修復，適用于多聯齒輪局部損壞或結構復雜的齒圈損壞的情況。

3.3.焊接修復

焊接技術用于修復零件使其恢復尺寸與形狀或修復裂紋與斷裂時稱為補焊；用于恢復零件尺寸、形狀，并賦予零件表面以某些特殊性能的熔敷金屬時稱為堆焊。補焊和堆焊在機械零件的修復技術方法中占有重要的地位，其突出的優點是：結合強度高，可修復磨損失效零件；可以焊補裂紋與斷裂、局部損傷；可以用于校正形狀。由于焊接質量高、效率高、設備成本低、便于現場搶修等特點，應用十分廣泛。

3.4.電鍍修復法

電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積，形成鍍層的一種表面加工技術。電鍍技術形成的金屬鍍層可補償零件表面磨損和改善表面性能，提高機械零件表面的耐磨性。

3.5.膠接修復

修復技術是利用粘接劑對表面的物理吸附力和粘接劑固化后對表面的機械連接力等作用實現的，將兩個物體牢固地粘接在一起，膠接工藝的特點是膠結力較強，可膠接各種金屬或非金屬材料，不會有變形。膠粘接工藝流程是：零件的清洗檢查，機械處理，出油，化學處理，膠粘接調劑，膠接，固化，檢查。

4.結語：

隨著科學技術的進步，在生產實踐中機械零件的修復技術不斷創新，機械零件磨損的快速修復是延長機械使用壽命的有效手段，修復后的機械零件質量和性能可以達到新零件的水平，有的甚至可以超過新零件，這將推動機械零件的檢修技術更進一步發展。

參考文獻：

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