電刷鍍技術修復采煤機殼體應用研究

趙志芳 王先龍 蘇曉靜 王 力 周 坤(西安煤礦機械有限公司，陜西 西安710200)

煤礦采掘設備工況條件差，設備使用強度大，采煤機在使用一定年限后一般都要升井大修， 而對于采煤機殼體軸孔等， 在高接觸應力和腐蝕條件下， 經常出現內孔超差的現象。 傳統修復方法多采用補焊， 后用機床重新加工恢復至尺寸。 然而補焊過程中不可避免在焊修部位產生局部高溫， 從熔池部位到工件本體之間的不均勻加熱必然造成修復區及熱影響區產生熱應力， 導致零件變形、局部硬化、相組織變化、疲勞性能下降等問題，并且焊接完成后，因殼體本身較大，機床重新找正定位難度大，修復成本也自然增高。 因此，我們提供一種新的工藝方法，解決修復過程中上述難題。

電刷鍍技術是一種在低溫條件下恢復零部件尺寸的傳統修復技術，是利用電化學原理在導電工件進行金屬離子沉積形成的新技術。 電刷鍍技術的使用，修復一些超差量較小的工件，不僅降低修復成本，而且能夠節約資源，滿足綠色環保和再制造要求[1]。 電刷鍍作為一種新的表面改性技術，已在新產品的表面強化、磨損件的尺寸恢復、特殊零件的功能表面處理等方面得到廣泛的應用[2]。

電刷鍍工藝特點：

（ 1）設備簡單，不需要渡槽，便于攜帶，適用于野外及現場修復，尤其對大型設備更具有使用價值。

（ 2）常溫下就可實現操作，無熱影響區。

（ 3）鍍層性能穩定，并且鍍層厚度可控。

（ 4）結合強度高，對環境污染小。 近年來，環保、無毒鍍液研制，極大促進電刷鍍技術發展。

（ 5）修復周期短、費用低和經濟效益高。

1 對于采煤機殼體可刷鍍修復行孔范圍

1.1 可修復的采煤機殼體的種類

搖臂殼體：電機行孔～惰輪行孔～行星頭行孔；

牽引部殼體：電機行孔～惰輪行孔～行星頭行孔；

以上各孔尺寸超差范圍在0.4mm 以內。

圖1 需要修復的孔面及實物

1.2 可修復缺陷的類型

① 受力不均造成的孔橢圓現象；

② 喇叭孔現象；

③ 點蝕現象；

2 修復工藝及主要步驟

如圖1 所示，此殼體為我公司大修搖臂殼體，經過拆卸、清洗、檢測，一軸行孔、電機行孔、惰輪行孔各有一個孔超差。 現采用電刷鍍方法進行孔位尺寸修復。

2.1 鍍前處理：因采煤機殼體長期處于油池潤滑狀態，刷鍍前必須經嚴格清理待修復孔的表面，清除油污，方可保證電刷鍍質量。

2.1.1 用打磨工具（ 角磨機、直磨機）及拋光砂紙將待修復孔面銹蝕打磨去凈，直至孔面露出金屬光澤。 通過機械打磨，獲得合適刷鍍施工的待刷表面，保證了鍍層與基體的結合力。

2.1.2 用煤油噴燈烘烤待修復孔面，去除滲透油污，烤出油污即可。

2.1.3 用丙酮等有機溶劑繼續清洗，清除表面油污。

2.2 鍍前檢測：用千分尺檢測孔面各方向超差超差，并在孔外側標記。 標記的目的在于后序刷鍍時， 可根據內孔面上每個位置尺寸缺失情況決定鍍層的厚度。

2.3 非鍍區遮蔽：為保護殼體，在待修復孔周邊非刷鍍區域用膠帶遮蓋或涂抹納米凝膠或其它方式保護殼體，并在孔內、外側做導流槽，并放置好液體回收容器。

2.4 刷鍍步驟：修復現場及過程如圖2。

圖2 修復過程圖

圖3 修復后效果展示

2.4.1 電凈：電凈溶液，目的為除油，觀察表面有白色泡沫時為正常，操作時間根據油污輕重控制時間，0.5min～1min，操作電壓為11.5V，正接；

2.4.2 清洗：用清水洗凈孔面，直至表面無掛珠現象；

2.4.3 活化：2 號活化溶液，目的為除銹、除氧化層，觀察表面為灰黑色為正常，直至被鍍面呈均勻、統一變色即可，操作電壓為11.5V，反接；

2.4.4 清洗：用清水洗凈孔面，沖洗凈殘留溶液即可；

2.4.5 活化：3 號活化溶液，目的為除雜質，觀察表面為均勻金屬本色（ 淺灰色）即可，操作電壓8V～12V，反接；

注意事項：如局部仍有色澤不統一處，用工業百潔布打磨擦拭，直至孔面色澤一致。

2.4.6 清洗：用清水洗凈孔面，沖洗凈殘留溶液即可；

2.4.7 鍍底層：4 號底鎳溶液，目的為刷鍍過渡層，提高鍍層與基體結合力，刷鍍0.002～0.005mm，觀察表面為均勻銀白色即可，操作電壓11.5V，正接；

2.4.8 清洗：用清水銑凈孔面，沖洗凈殘留溶液即可；

2.4.9 刷鍍離子冷焊層：離子冷焊液Ⅳ，按各個方向超差值刷鍍至要求尺寸即可，操作電壓為4V，正接；

2.4.10 清洗：用清水銑凈孔面，沖洗凈殘留溶液即可。

2.5 鍍后處理：刷鍍完成后，清除、拆卸上述過程中用于保護的膠帶等，回收刷鍍液并統一存放，并將清理殼體干凈，不允許有殘留物。 并用仿形模具修磨刷鍍面，按照由粗到細的順序修磨至平滑過渡并符合公差要求。 修復效果如圖3 所示。

3 結論

本文介紹了采用電刷鍍技術修復大修采煤機殼體工藝方法，是一種修復成本低、操作簡便、生產效率高的新型維修方法，通過鍍層性能檢測滿足殼體要求，具有較廣的應用前景。