自動(dòng)化電刷鍍技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體再制造中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2018-07-24 16:04

摘　要：針對發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等深孔類零件批量化再制造的難題，采用新型內(nèi)孔電刷鍍技術(shù)，開發(fā)了自動(dòng)化電刷鍍設(shè)備。利用掃描電鏡（ＳＥＭ）、透射電鏡（ＴＥＭ）和顯微硬度計(jì)對鎳鍍層的表面形貌、結(jié)合強(qiáng)度和硬度進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，與手工電刷鍍制備的鎳鍍層相比，應(yīng)用自動(dòng)化內(nèi)孔電刷鍍技術(shù)制備的鎳鍍層組織更均勻、致密，鍍層結(jié)合力好，硬度更高。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體再制造，所得鍍層質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率大幅度提高。
關(guān)鍵詞：電刷鍍；自動(dòng)化；再制造；缸體
傳統(tǒng)電刷鍍和自動(dòng) 化內(nèi)孔電刷鍍 制備的鎳鍍層微觀表面形貌如圖１所示。由圖可知，自動(dòng)化電刷鍍制備的鍍層（圖１（ａ））較手工刷鍍制備的鍍層（圖１（ｂ））組織更為致密、細(xì)小和均勻，而手工刷鍍鍍層組織疏松。其原因 在于相 對于傳統(tǒng)電刷鍍，自動(dòng)化內(nèi)孔電刷鍍制備過程中，鍍液供應(yīng)充分，鍍筆、工件和鍍液 溫度控 制 在合理范圍內(nèi)，鍍筆和待鍍面之間的相對運(yùn)動(dòng)速度和接觸壓力恒定，工藝過 程穩(wěn)定可控。在手工刷 鍍中，鍍液靠人工不斷蘸取，既不能 保證充分 供液，又不能保證鍍筆和待鍍面之間 接觸壓 力 不變。尤其是在長時(shí)間刷鍍時(shí)，由于手 工蘸取鍍 液，使得鍍筆、工件不能得到充分冷卻，從 而導(dǎo)致 鍍層質(zhì)量惡化。而自動(dòng)化電刷鍍則不存在以上問題。
底部鎳鍍層沿鑄鐵腐 蝕 出 來 的 溝 槽 和 凹 坑 向 基 體 內(nèi) 部 生 長。鑄鐵基體 由 于 組 織 疏 松 和 缺 陷 較 多，刷 鍍 活 化后，基體 表 面 更 易 形 成 眾 多 的 凹 坑 和 微 觀 的 不平，電刷 鍍 鎳 鍍 層 沉 積 在 凹 坑 和 不 平 整 的 表 面上，能有效的提高鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。這是一種機(jī)械結(jié)合力，這種機(jī)械結(jié)合力促使鍍層和基體金屬表面具有牢固的連接。傳統(tǒng)瓦特電鍍鎳層硬度為２１５ ＨＶ；手工電刷鍍層硬度為４１０ ＨＶ；而 自 動(dòng) 化 電 刷 鍍 鎳 層 的 硬 度 達(dá) 到５５０ＨＶ，是普通電鍍鎳層的約２．５６倍，手工電刷鍍鎳層的約 １．３４ 倍。相對 于傳統(tǒng)電刷 鍍層，采用自動(dòng)化電刷鍍技術(shù)得到的鎳鍍層，組織發(fā)生了顯著變化，更為致密、細(xì)小和均勻，進(jìn)而導(dǎo)致了鎳鍍層硬度的提高，這些變化會(huì)改善鍍層的機(jī)械性能。而相對于普通電鍍鎳，電刷鍍層硬度提高的主要原因在于電沉積過程中鍍筆的磨擦和擾動(dòng)所產(chǎn)生的細(xì)晶強(qiáng)化效應(yīng)。
在內(nèi)孔電刷鍍技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對發(fā)動(dòng)機(jī)缸體再制造產(chǎn)業(yè)化的需求，研制的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體專用自動(dòng)化刷鍍設(shè) 。該設(shè)備解決了連續(xù)供液和供液均勻性、連續(xù) 刷鍍、多 次更換鍍筆、刷鍍均勻性、鍍液浪 費(fèi)等 難 題。利 用該設(shè)備可以在２～３ｈ內(nèi)刷鍍１件缸體，不僅能保證鍍層質(zhì)量，而且極大地提高了生產(chǎn)效率，顯 著降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體再制造的產(chǎn)業(yè)化。
（１）針對發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等深孔類零件批量化再制造的難題，采用新型內(nèi)孔電刷鍍技術(shù)，開發(fā)了自動(dòng)化電刷鍍設(shè)備?！。ǎ玻┡c手工刷鍍層相比，采用自動(dòng)化電刷鍍技術(shù)制備的鍍層組織更為均勻、致密，結(jié)合強(qiáng)度好、硬度更高。（３）自動(dòng)化電刷鍍技術(shù)目前已成功應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體再制造，獲得的鍍 層質(zhì)量穩(wěn) 定，勞動(dòng)強(qiáng)度顯著降低，生產(chǎn)效率大幅度提高。