金屬固化補償粘接技術在機械修理中的應用

趙漢忠

（哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱 150040）

0 引言

金屬切削機床的磨損種類可分為：運行周期磨損（正常磨損）、缺少冷卻或潤滑油磨損、異物吃入研傷磨損、超載磨損等。

對于傳動機構的磨損，傳統的修復方法是用去除材料法：將軸類零件（如傳動軸）加工至規則的幾何形狀，根據修復后軸類零件的公稱尺寸，按公差要求重新加工孔類件（如滑動軸承、軸用齒輪）。對于支撐滑動機構（如立車工作臺）是用去除材料法：恢復支撐部件（下工作臺）幾何精度，通過運用鑲裝補償技術，在滑動部件上鑲裝青銅板、鑄鐵板或塑料板來補償尺寸鏈。

用傳統的方法對傳動機械進行修復，必須將被修復件置于機床上進行多次加工，有的還需整體更換（如滑動軸承）或手工刮削（如立車上工作臺）來恢復精度，修復時間長、成本高，而且還受被修復部件尺寸，加工設備和場地的限制，如大型立車的下工作臺存在磨損和研傷,由于本身形狀不規則，且尺寸過大，傳統的修復方法難以對其修復。采用金屬固化補償粘接技術，可有效避免修復過程中的多次加工、難以加工等問題，只需將流體金屬填充在相對滑動的部件之間，待其固化即可。

目前市場上已經有多種固化金屬填充粘接材料，如貝爾佐納 1000－4000系列產品（BELZONA1000－4000），可賽新金屬修補、耐磨、減磨及定位灌封等系列產品（TS3XX系列）。無論哪種固化金屬填充粘接材料，都是利用流體力學原理，依靠外力壓縮流動填充的，通過內部添加一些石墨、特殊合金顆粒、聚合物來達到本身的光滑細膩性。在應用過程中，填充空間的立體定位才是修復質量的保障，所以填充前的測量、固定、填充空間的封閉才是應用此項修復工藝的關鍵。

1 可行性分析

1.1 軸類傳動零部件修復

軸類傳動零部件磨損后，傳統需要恢復的是公稱幾何精度，表面粗糙度和相關部件間配和精度。采用金屬固化補償粘接技術只需將磨損的軸徑修成規則的幾何形狀（無需考慮公稱尺寸及公差），并把修復后軸徑和相對應的孔清洗干凈，孔中涂抹均勻脫模劑，磨損軸徑固定在孔中的相應位置上（如圖1），將固化金屬注入軸徑和孔徑之間，待其固化即可。孔和軸徑的位置要通過測量來確定，配合公差通過選用不同型號脫模劑的厚度確定（不同型號都對應相應的厚度），這將是修復后保證精度的關鍵。

圖1 軸徑修復

孔徑磨損也可依照此法修復，只是要將孔恢復規則幾何形狀的孔（同樣無需考慮公稱尺寸和公差）的位置固定（如圖2），制作與之相配合的工具（假軸），將脫模劑涂抹于工具（假軸）上。將固化金屬注入工具（假軸）的軸徑和孔徑之間，待其固化即可。

圖2 孔徑修復

1.2 支撐部件修復

以12.5 m立車工作臺為例，常規的修復要加工上、下工作臺，并在下工作臺上加裝鑲板，最后通過上下工作臺合研、刮削來完成。直徑達12.5 m的工作臺，重有上百噸，吊裝、翻轉、運輸的難度很大，而且加工后還存在運輸顛簸再次產生變形的問題，此時就算能安裝，工作臺精度也未必能達到要求。若采用金屬固化補償粘接技術，只需將上工作臺導軌加工并符合要求，下工作臺安裝軸承的軸徑中心線調整至與兩個立柱導軌平行，下工作臺圓環導軌與軸承定位軸徑不垂直也可直接修復，只需將上導軌與下導軌間的填充若干定位墊補償至水平（如圖3），將下工作臺導軌及定位墊清洗干凈，將固化金屬置于下工作臺導軌上，將上工作臺按工作位置固定在下工作臺上（如圖 3）48 h，固化即可。

圖3 立車工作臺導軌補償粘接

1.3 局部損壞件修復

對于局部損壞的軸、液壓閥桿、軸承座、滑動軸承及局部研傷的導軌，只需將損傷部位清洗干凈，將固化金屬填充于凹處，固化，即可進行永久性修復，不必對損傷部位進行機械加工，手工刮平即可。

1.4 粗糙度保障

流體固化金屬是采用硅鋼合金與石墨及高分子聚合物、低分子聚合物混合而成，固化后具有較小的粗糙度（可達到磨削后的效果），且具有抗酸堿性，對潤滑油及常見的化學用品具有較好的抗腐蝕性，固化后材料具有自潤滑性和微孔性（可吃入較小尖銳物而不傷導軌），更可機械加工，完全可以滿足粗糙度要求。

2 經濟性分析

大凡機械零部件傳動，無論是哪類軸孔配合零部件磨損，修復時都要將其中的一件（孔和軸）加工至規則幾何尺寸，再更換與之相配合的另一件，使其符合配合要求。采用金屬固化補償粘接技術，只需將孔類件或軸類件二者中的一件加工至規則幾何尺寸，加入脫模劑后將固化金屬注入待其固化即可。不必制作新的零部件，可節約材料成本和加工成本。

對于支撐滑動機構，在補償磨損鑲裝前，必須機械加工出規則幾何形狀，并有鑲裝、把合等工藝要求，鑲裝后（由于鑲裝板、塊等有接縫不平、不直等缺陷）將對其滑動面再次進行機械加工。一些精度較高的機床在鑲板鑲裝進行機械加工后，還必須經過人工合研、刮削來達到精度要求，所需的機加、人工費用高，修理周期長。

金屬固化補償粘接技術應用在機械修理中，是一種減少修理成本，縮短修理周期的好方法。