組合傳動發電機殼體滲漏封閉技術研究

彭杰 王嘯

【摘 要】某型組合傳動發電機在使用過程中，發生多起殼體滲漏故障，檢查發現故障現象為殼體外部出現滑油滲漏。原因是殼體材料鑄造成形，可能存在一定的內部疏松、氣孔等缺陷，在長期使用過程中，出現滲漏現象。隨著使用時間增加，出現滲漏故障越來越多。本文將對殼體滲漏故障的解決方法進行分析。

【關鍵字】殼體；滲漏；封閉

中圖分類號： TM31 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0012-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.004

【Abstract】Several cases of leakage failure during the operation of a type of IDG. The reason is that the housing`s material is cast into shape， which may have some defects such as internal porosity and pores， and leakage occurs during long-term using. Leakage failures are increasing as use time increase. In this paper，the solution of leakage fault of housing is analyzed.

【Key words】Housing； Leakage； Post-sealing

0 概述

某型組合傳動發電機在外場使用過程中，發生多起殼體外部滲漏故障，其中2013年、2014年和2015年外場使用過程中，均發生了殼體外部出現滑油滲漏故障而返廠。因殼體材料為МЛ-10鎂鋁合金，鑄造成形，其材料和制造工藝特性決定了殼體可能存在一定的內部疏松、縮孔、氣孔等缺陷，在長期使用過程中，由于高溫、振動、腐蝕等原因導致殼體出現滲漏現象。一直以來無法進行排故修理而報廢，因組合傳動發電機價值高、國內備件較少，經濟損失很大，因此，開展該型組合傳動發電機滲漏故障分析，排除滲漏故障具有非常重要的現實意義。

1 故障現象

某型組合傳動發電裝置在部隊外場使用過程中，發生殼體外部滑油滲漏故障，返廠試驗檢查發現：殼體有多處滲漏（見圖1）。

殼體是組合傳動發電機恒速傳動裝置的一個部件，用于安裝組合泵、液壓機、差動機構、活門、電磁鐵、旋流器等零部件，與蓋形成一組配套件（見圖2），也是組合發電機姿態油箱的主體部分，工作時內腔壓力0.05MPa～0.1MPa。

2 殼體滲漏故障分析

殼體材料為МЛ-10鎂鋁合金，采用鑄造工藝成形，其材料和制造工藝的特性決定了殼體結構內部可能存在一定的疏松、縮孔、氣孔等缺陷，在長期使用過程中，由于各種原因：高溫、振動、腐蝕等，導致殼體出現滲漏故障。

3 殼體滲漏的封閉工藝分析

3.1 殼體補焊封閉分析

（1） 殼體制造過程中的補焊工藝分析

由于發電機價值高，為了排除殼體滲漏故障，曾向研制單位：南京機電液壓工程研究中心咨詢排故方法，經咨詢了解，在殼體鑄造和后期機械加工過程中，也有出現殼體滲漏的情況，因殼體處于初始加工階段，所有裝配尺寸都沒有加工，通常采用兩種排故工藝方法：一是在殼體滲漏處采用直接補焊的工藝方法，二是在殼體滲漏點制M5或M6螺紋孔，再制一螺紋相同厚度合適的螺樁，將螺樁擰入螺紋后在四周進行補焊封閉，再將凸出的螺樁打磨齊平（見圖3）。

（2）МЛ-10（ZM6）鎂鋁合金焊接工藝性分析

——Mg的熔點低（651℃），導熱快，用大電流焊接，滲漏及近滲漏區金屬易產生過熱和晶粒漲大。

——氧化性極強，焊接時易形成氧化鎂和鎂的氮化物，造成焊縫夾渣，使接頭性能變壞。

——熱膨脹系數大，焊接過程中易引起較大的熱應力。

——Mg容易與一些合金元素（如Cu，Al，Ni等）形成低熔點共晶體，易產生熱裂紋。

——易產生氣孔。

（3）МЛ-10鎂合金鑄件補焊的缺陷

МЛ-10鎂合金鑄件補焊時易產生：夾渣、疏松、欠鑄、冷隔、砂眼、裂紋、縮孔、氣孔及機械損傷等缺陷。

（4）鑄件補焊工藝對零件補焊適用性的影響

鑄件補焊前需要進行預熱。殼體需采用整體預熱。ZM6鎂合金鑄件預熱溫度為380℃-430℃；對于補焊后不進行熱處理的鑄件，預熱溫度不應超過鎂合金的時效溫度。

從鑄件補焊工藝可以確定，南京機電液壓工程研究中心所采用的兩種堵漏方法，其核心工藝就是鑄件補焊，因作為成品件的殼體，由于內部有眾多的配合尺寸，其形位公差要求很高，如果進行補焊，在380℃-430℃的溫度下進行預熱時，殼體裝配尺寸的形位誤差發生大的變化，嚴重影響殼體內部裝配零件的相互位置關系，引起裝配故障，存在嚴重的質量隱患。

通過以上分析，殼體制造過程中進行的這兩種補焊工藝方法，只適用于殼體在加工初期出現的殼體滲漏故障的排除，不適用于成品件殼體的補焊修理。

3.2 518封孔劑封閉工藝分析

在通過對多種工藝方法進行分析篩選后，考慮采用518封孔劑（Q/6S 2311-2010）對殼體滲漏表面進行封孔處理。518封孔劑具有較強的滲透能力，可深入到零件微裂紋、微孔中，涂層薄、粘接力強不易脫落，并提高耐腐蝕性能，解決零件氣密性問題，達到封孔目的。

3.3 殼體滲漏的封閉

（1）分解恒裝部分：將殼體從恒裝上拆下，并取出殼體中的電磁鐵等可拆解零件。

（2）對分解后的殼體進行檢查，并在殼體滲漏處用記號筆做出漏油區標志（見圖2）。

（3）零件除油：將零件完全浸入清潔的航空洗滌汽油中浸泡至少5min，隨后用毛刷等輔助工具清洗零件表面油污。

（4）超聲波除油：在加入AM-1或DX-3金屬清洗劑的水溶液中用超聲波清洗零件（10～30）min。除油后將零件浸入流動冷水中徹底清洗。

（5）熱風干燥：將零件先用干凈的壓縮空氣吹干，尤其是內孔表面，然后在溫度為（50～80）℃的熱風槽中干燥30min以上。

（6）無水乙醇清洗、烘干：將零件封閉表面（腔體內表面）用無水乙醇擦洗一遍，自然晾干。將零件在烘箱中加溫（130～150）℃，保溫（1～2）h。

（7）封閉：戴耐熱手套將加溫的零件迅速從烘箱中取出，用毛刷蘸封孔劑在滲漏的內腔部位，立即采用518封孔劑進行封閉處理，注意控制時間，確保零件封閉完成時表面溫度不低于100℃。刷涂過程用毛刷反復交叉的進行，使封孔劑均勻涂覆于零件表面，要求涂刷表面沒有氣泡。

（8）干燥、固化：清除多余封孔劑，室溫條件下放置6h以上，然后在溫度（140～160）℃下保溫3h。

（9）外觀質量檢查：封閉層不允許有起泡、起皮、分層、剝落等故障。

（10）按照（1）～（6）進行第二遍、第三遍封閉。

（11）外觀質量檢查：封閉層不允許有起泡、起皮、剝落等故障。

（12）進行磨合試驗，檢查密封性不允許滲漏。

（13）再次分解進行內表面質量檢查，不允許有起泡、起皮、剝落等故障。

4 試驗驗證

（1）磨合試驗檢查

裝配試驗后進行磨合試驗，試驗時檢查恒裝表面不允許有滲漏現象，分解檢查，殼體封閉層應無起泡、起皮、分層、剝落等故障，通過分解檢查可以有效的判斷殼體封閉層的質量，試驗驗證封閉的有效性及產品性能是否滿足產品的使用要求。

（2）動密封試驗：按照工藝要求在磨合試驗的同時檢查轉速4340r/min～8680r/min、工作液溫度在70℃～140℃范圍內、負載從0～30KW，殼體內壓力為（0.05～0.1）MPa，工作試驗8小時，在整個工作過程中，檢查殼體表面無滲漏現象。

（3）靜密封試驗：將滑油注滿整個發電機，加壓力（0.15±0.01）MPa，保持這一狀態10min，檢查殼體不滲漏。工作壓力降至0.02MPa，保持2h后，再次檢查殼體無滲漏現象。

（4）產品性能試驗：按照組合傳動裝置工藝裝配并進行性能試驗，產品性能應符合技術要求，殼體表面無滲漏故障。

（5）可靠性試驗：性能試驗合格后，將組合發電機腔內灌滿滑油，靜置10晝夜，外觀不允許有滲油現象。

（6）封閉效果：在首次進行殼體滲漏部位內腔封閉后，在試驗驗證階段，磨合試驗檢查、動密封檢查、靜密封檢查、性能檢查都合格，但在可靠性檢查時，將組合發電機腔內灌滿滑油，靜置7晝夜后，原殼體3個漏油點中出現2處滲油現象（見圖4），只有一處一次性封閉合格，經研究分析，可能是МЛ-10鎂鋁合金在鑄造成形時其內部疏松、縮孔、氣孔等缺陷較大，單面封閉效果不能達到完全封閉，需在殼體外部再進行二次封閉。

（7）二次封閉：將殼體滲漏處部表面除漆、除油、清洗干凈后按照第4條（7）～（11）再進行外部表面的封閉（見圖5）。

（8）封閉后，按照第5條（1）～（4）試驗驗證，殼體不滲漏。為了驗證封閉的可靠性，在組合發電機腔內灌滿滑油，靜置30晝夜后再觀察，外觀沒有滲油現象，滲漏故障排除。

5 修理中的風險和難點

（1）殼體進行封閉后，其封閉層不能達到預期的封閉效果，殼體仍有滲漏的風險。

（2）殼體封閉層不耐滑油、不耐高溫，引起封閉層脫落導致恒裝內部產生多余物的風險。

（3）密封效果的時效性。

（4）518封孔劑用于軸類零件硬鉻鍍層封孔效果明顯，該工藝沒有在МЛ-10材料和鑄造件上使用過，因鑄造件零件結構疏松、內部存在著多種可能的缺陷，也沒有在殼體類零件上使用，存在一定的風險。

（5）518封孔劑對于МЛ-10材料適用性。

6 應對措施

（1）用航空洗滌汽油將殼體徹底洗凈，并采用超聲波清洗，防止殼體表面殘留油液，造成封閉層粘接不牢靠，導致封閉層脫落。

（2）嚴格按照518封孔劑工藝進行封閉操作，對零件進行預熱處理，避免由于封閉工藝不當引起的封閉層質量問題。

（3）采用同樣的殼體材料，進行耐油、耐高溫試驗，驗證封閉劑耐油和耐溫性，防止由于封孔劑本身性能不滿足滑油和高溫環境的質量風險。

（4）518封孔劑沒有在МЛ-10材料和鑄造件上使用過，存在一定的風險。為此，按照518封孔劑（Q/6S 2311-2010）規定的試驗方法，首先采用試片進行工藝試驗：

——使用前，按照2：1封孔劑組分A和B進行配比后混合均勻。

——將配比好的封孔劑涂在與殼體同材質的試片上，初步固化后，指壓封孔劑應不粘手，完全固化后用丁酮棉球擦拭封孔劑表面20次，封孔劑應不溶解，不失光。

——耐油性檢查，將涂覆封孔劑的試片完全固化后放入60℃的潤滑油中，浸泡24h，取出后用紗布擦拭干凈。檢查封孔劑表面封孔膜無失光、起皺、鼓泡和脫落現象。

——耐溫性檢查：將試片放入200℃±10℃的烘箱中，保溫24h，取出后冷卻至室溫，檢查表面，不應鼓泡、起皺、龜裂、脫落。

——經試片試驗合格后，再進行殼體的封閉，確保封閉效果達到滿足使用要求。

（5）咨詢621所關于518封孔劑對于МЛ-10材料適用性需做的實驗，在后續的時間內根據621所的建議進行相關實驗，以論證該518封孔劑封閉的適用性。

7 結論

綜上所述，采用518封孔劑能夠很好地滿足殼體滲漏的封閉需要，在嚴格按工藝操作的情況下，封閉效果可靠。為了能夠有效避免可能的質量風險，下一步需對518封孔劑對于МЛ-10材料適用性做相關實驗。

8 致謝

對所有支持和幫助過我的各位領導和同仁表示忠心的感謝！

【參考文獻】

[1]楊宏偉.鎂合金鑄件缺陷補焊技術[M].西安交通大學.2004.

[2]北京航空材料研究院.518封孔劑.Q/6S2311-2010.