1. 修復目的物
材料為321不銹鋼結晶缸主軸長5.6m,軸承部位直徑尺寸為?140,自重400kg,軸承部位尺寸單邊超差5~8mm,損傷面積達19600m㎡,采用電刷鍍修復工藝。
2. 刷鍍工藝
①. 清洗
機械處理后用汽油清洗,擦干,非鍍表面絕緣處理。
②. 電凈
用1號電凈液(見表4-42)進行電凈,正接,電壓12V,時間20s,后溫水沖洗。
③. 活化
a. 先用2號活化液(見表4-43)進行活化。反接,電壓12V,時間15s,溫水沖洗。
b. 再用3號活化液(見表4-43)活化。反接,電壓18V,時間20~30s,后溫水沖洗。
c. 再用1號活化液(見表4-43)活化。反接,電壓12V,時間20s,后溫水沖洗。
d. 最后用1號活化液再活化。正接,電壓12V,時間15s,不用水沖洗,直接打底層。
④. 打底層
a. 用特殊鎳液(見表4-44配方1)無電擦拭3~5秒。
b. 閃鍍特殊鎳,正接,電壓18V.時間至表面呈現均勻的淡黃色鎳層。
C. 刷鍍特殊鎳,正接,電壓14V,陰陽極相對運動速率為20m/min,時間20秒,溫水沖洗。
⑤. 刷鍍工作層與中間層
a. 快速鍍鎳液(表4-45配方1)無電擦拭3~55秒。
b. 快速鍍鎳立即起鍍,電壓13V,正接,陰陽極相對運動速率為20m/min,時間20min,不用水沖洗。
c. 立即用特殊鎳無電擦拭3~5秒。
d. 立即起鍍特殊鎳,正接,電壓14V,速率同上,時間3~5min,溫水沖洗。
e. 再用快速鎳無電擦拭3~5秒。
f. 起鍍快速鎳、正接,電壓12V,速率同上,在刷鍍過程中打磨1~2次,時間直到刷鍍至比圖紙要求最大尺寸高出2~3mm為止。
g. 拋光,其尺寸比最大尺寸高1.5~2mm。
⑥. 強化處理
拋光后,立即用沸水對刷鍍層進行沖洗兩次。擦干,涂機油。經過使用表明,主軸一直運行正常,鍍層與基體結合良好,表明刷鍍工藝成功。
3. 工藝分析
①. 加強表面預處理
采用電凈和活化處理,活化是除去被刷鍍工件表面的氧化膜和雜質,使基體表面露出新鮮的金屬晶格,使鍍層與基體表面結合良好。2號活化液中的鹽酸對表面氧化物有較高的浸蝕能力,其中氯化鈉能促使該軸表面氧化皮疏松,起到快速刻蝕的作用,有效去掉表面氧化皮,但同時又在該表面上形成碳化物等,繼而采用3號活化液,反接,其中的有機酸能有效地除去碳化物。由于反接,工件為陽極,析氧較劇烈,使表面形成新的致密氧化膜,故3號活化液活化后,要用1號活化液活化反接處理一下,立即正接處理,在表面生成新生態氫,將表面殘留的微量氧化膜還原,從而保證刷鍍層與軸基體的結合強度。
②. 采用特殊鎳打底
在特殊鎳鍍液中含有鹽酸,對軸表面氧化物有較高的浸蝕作用和對基體有蝕刻作用,其中乙酸對pH有穩定的緩沖作用,同時,刻鍍液有較寬的溫度范圍,這樣能更徹底地消除該軸表面殘留的或瞬間產生的氧化膜,以保證良好的結合力。
③. 高壓閃鍍鎳
由于大軸是由多種金屬元素組成的不銹鋼,必須采用高壓閃鍍法,在強電場作用下,在該軸表面合金層瞬間得到單一的完整的鎳層。
④. 無電擦拭
其目的是防止由于鍍液在基體表面的分布不均而形成濃差極化,影響刷鍍層與基體的結合力。
⑤. 工序間的熱水沖洗
其目的是使軸表面溫度與鍍液溫度盡量接近,減少由于溫度差大造成的鍍層與基體之間的應力。
⑥. 刷鍍中間適時打磨
隨著鍍層的加厚,鍍筆由于內阻而造成溫度增加,沉積速率加快。使鍍層內應力加大,易產生微裂紋、剝離現象,適時打磨可以起到陽極降溫作用。
⑦. 特殊鎳與快速鎳交替刷鍍加打磨
為解決鍍層單邊過層,應力增加,中間層采用了特殊鎳鍍層。如果鍍層很厚,必須采用特殊鎳與快速鎳交替刷鍍加打磨的辦法。
⑧. 特殊鎳與快速鎳陰陽極相對運動速率比常規大
其目的是縮短刷鍍時間,縮短與空氣的接觸時間,提高刷鍍效率,降低鍍層孔隙率。
⑨. 刷鍍尺寸比最大尺寸加厚2~3mm,由于軸類材質導熱性能較差,隨著刷鍍時間的增長,使刷鍍部位外表面溫度上升,使該軸表面線膨脹2~3mm。故該軸被刷鍍部位拋光后仍比最大要求尺寸高出1.5~2.0mm,否則將造成返工。
⑩. 沸水二次強化
軸最后用沸水連續沖洗的目的是使刷鍍層的強度增大。