CN102492916B - 变速箱轴表面磨损后的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速箱轴表面磨损后的修复方法，它是将磨损的变速箱轴表面清理后，在变速箱轴表面通过火焰热喷涂恢复机械性能。本发明具有粒子运行速度高，修复层具有较高的结合力、硬度高、孔隙率低等优点，有效地恢复变速箱轴的机械性能。

Description

变速箱轴表面磨损后的修复方法
技术领域
本发明属于汽车磨损零部件的修复技术，具体涉及一种变速箱轴表面磨损后的修复方法。
背景技术
报废车辆的回收利用工作，再制造是回收价值最高的一种方式，总成零件的再制造，主要有回收、拆解、清洗、检测、修复、再装配等工序组成，其中修复技术是再制造的关键技术，特别是重要零件在再制造技术决定了再制造的整体水平，同时也是再制造项目能否取得经济收益的关键。
变速箱产品在报废后进入再制造流程，经过拆解后尺寸和功能满足要求的零件可直接装配在再制造的变速箱产品上，但其中有一些轴类零件，因在使用过程中产生了磨损，其轴颈的磨损量有时会超过0.5mm以上，如果不加以修复是不能直接装配在再制造的变速箱上，否则会造成其它零件的早期磨损、异响等质量问题，而轴类零件属于附加值比较高的零件，如果采用新的零件替换会造成再制造成本的上升，因此需要对此类零件进行修复。
零件尺寸磨损的修复方法有很多种，如PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)、各种焊补、电刷镀、电弧喷涂等。
对于轿车变速箱轴类零件，一直以来没有很好的修补方式，主要原因在于：
1)变速箱轴类零件的组织一般均为回火马氏体，常规的修复后的热处理对变速箱轴类本体的性能造成影响；
2)变速箱轴类表面硬度要求较高，对修复层的硬度、耐磨、结合力等方面有较高的要求。
从以上2点可以看出，常规的焊补、电刷镀等修复方式不能满足基体温度或结合力以及耐磨的要求，而PVD、CVD等修复方式不能满足磨损量的要求，另外随着轿车节能环保的要求越来越高，变速箱产品设计上既要考虑轻量化，又要满足大扭矩的输入输出要求，同时顾客对噪音等舒适度的要求也越来越高，这些都对变速箱零件提出了越来越高的要求，因此对修复后零件的尺寸、硬度、结合力等各个方面都提出了很高的要求。
目前对于大型的工程机械轴类零件，用的比较多的有各种焊补、电弧喷涂及热处理等方式，但对于轿车变速箱轴类零件使用后的磨损，目前未找到相关文献记载。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变速箱轴表面磨损后的修复方法，以满足零件的使用要求，弥补现有技术的不足。
本发明的技术方案是：变速箱轴表面磨损后的修复方法，它是将磨损的变速箱轴表面清理后，在变速箱轴表面通过火焰热喷涂恢复机械性能；所述喷涂材料是镍基合金粉末Ni60A；喷涂时：氧气压力为1.4～2MPa，氧气流量为450～550L/h，燃烧介质流量70L/h；喷涂前，工件预热到80～95℃；喷涂时，工件温度不超过200℃。
所述镍基合金粉末Ni60A的直径为15-40um。
工件预热温度为90±2℃。
喷涂时，通过氮气冷却***进行冷却，使得工件温度不超过200℃。
喷涂时，喷送镍基合金粉末Ni60A的气流量为15～25L/h。
所述磨损的变速箱轴表面清理包括对变速箱轴表面进行粗化处理，粗化处理可以是通过对零件表面进行喷砂实现的。
本发明先对变速箱轴的磨损面先进行清理并活化后，采用超音速火焰热喷涂(HVOF)的方式进行喷涂修复，在喷涂的时候，为防止工件的温度过高造成基体硬度的下降，采用喷低温氮气的方式进行冷却，修复后的尺寸大于零件成品要求尺寸，然后对喷涂处进行磨削加工直至符合零件尺寸要求。
本发明利用氮气的冷却作用使工件温度可控制在较低的水平，避免高温对变速箱轴产生的回火作用造成硬度下降，利用自动控制***，可在室温、氮气、液态+气态氮气、液态氮气之间自动切换，从喷嘴喷出后，液体氮气雾化成微液滴，在距喷嘴很短的距离内便转化为低温氮蒸汽，对工件实施冷却。
本发明具有粒子运行速度高，修复层具有较高的结合力、硬度高、孔隙率低等优点，有效地恢复变速箱轴的机械性能。
具体实施方式
以BE变速箱二轴，其轴颈的磨损量达到了1mm左右，采用此方法的修复工艺为：
清洗、喷砂
先对零件进行清洗，后对零件进行喷砂，去除表面的氧化，同时能实现零件表面的粗，粗化能过提高喷涂时，离子的结合。
遮蔽带
对不需要喷涂到的地方进行遮蔽处理，遮蔽带采用D/W 501蓝色遮蔽带，该遮蔽带为双层结构，具有保护好、易清除的特点。
喷涂
采用DJ2700喷涂***进行喷涂，采用带热映象IR相机的PLC自动控制氮气冷却***进行冷却，喷涂材料及参数如下：所述喷涂材料是镍基合金粉末Ni60A，镍基合金粉末Ni60A的直径为15-40um；工件预热温度为80～95℃，优化的预热温度时90±2℃；
氧气压力为1.4～2MPa，优化的氧气压力为1.6MPa；
氧气流量为450～550L/h，优化的氧气流量为500L/h；
燃烧介质(丙烷)流量为65～75L/h，优化的丙烷流量70L/h；喷涂时，镍基合金粉末Ni60A的送粉量为：35～45g/min，优化的送粉量为40g/min；
喷送镍基合金粉末Ni60A的气流量为15～25L/h，优化的送粉气流量为18L/h。
在喷涂过程中，利用氮气冷却***冷却，使得工件温度在100～200℃。
喷涂后的零件尺寸大于成品尺寸，留有一定的磨削加工余量，控制余量大约为0.15mm左右。
磨削加工：
喷涂后的零件取出遮蔽带并清理后，采用湿式磨削的方式加工到需要的尺寸，因喷涂层的硬度较高，故采用金刚石砂轮进行磨削加工。
经过上述修复的变速箱轴的涂层结合力、硬度等进行了检测，结果如下：涂层硬度：HV0.2570-625；基体硬度下降：2-5HRC；涂层结合力：＞70MPa；孔隙率：0.5-1.2％。
从上表可以看出，涂层的硬度满足产品要求，基体硬度下降也控制在较好的范围内，同时其结合力、孔隙率均较好，可以满足再制造零件的技术要求。

Claims (6)

1.一种变速箱轴表面磨损后的修复方法，它是将磨损的变速箱轴表面清理后，在变速箱轴表面通过火焰热喷涂恢复机械性能；所述喷涂材料是镍基合金粉末Ni60A；喷涂时：氧气压力为1.4～2MPa，氧气流量为450～550L /h，燃烧介质流量65～75L/h；喷涂前，工件预热到80～95℃；喷涂时，工件温度不超过200℃；喷涂时，镍基合金粉末Ni60A的送粉量为：35～45 g/min。
2.如权利要求1所述变速箱轴表面磨损后的修复方法，其特征是所述镍基合金粉末Ni60A的直径为15-40μm。
3.如权利要求1所述变速箱轴表面磨损后的修复方法，其特征是工件预热温度为90±2℃。
4.如权利要求1所述变速箱轴表面磨损后的修复方法，其特征是喷涂时，通过氮气冷却***进行冷却，使得工件温度不超过200℃。
5.如权利要求1所述变速箱轴表面磨损后的修复方法，其特征是喷涂时，喷送镍基合金粉末Ni60A的气流量为15～25L/h。
6.如权利要求1所述变速箱轴表面磨损后的修复方法，其特征是所述磨损的变速箱轴表面清理包括对变速箱轴表面进行粗化处理。 
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