再制造修复技术：发动机缸体气缸筒自动化纳米电刷镀再制造专机

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：再制造后气门变形量小，表面硬度恢复到新品数值，力学性能满足要求。济南复强公司随后又研制成功了发动机缸体气缸筒自动化纳米电刷镀再制造专机，突破了发动机缸体缸筒只能加衬套修复，修复次数有限的局面，再制造后的性能超过了新品。

1.自动化高速电弧喷涂技术

自主创新的自动化高速电弧喷涂技术是由机器人夹持喷枪，通过红外温度场监测和编程控制高速电弧喷枪，实现各种规划路径，实时反馈调节喷涂工艺参数，实现自动喷涂作业的智能控制。

自动化高速电弧喷涂技术结合新开发的FeAl和FeAlMn系列粉芯丝材制备出结合强度与硬度高，耐磨损性好的喷涂层，可用于废旧发动机曲轴轴颈磨损部位的再制造。

自动化高速电弧喷涂技术在发动机再制造生产线上得到成功应用，用于发动机连杆和缸体等重要零部件的再制造，使喷涂效率提高4.5倍，并在复强动力公司得到验证。

2.自动化等离子弧熔覆技术

自动化微束等离子弧熔覆技术是以微束等离子弧为热源，对由变位机夹持的零部件表面进行熔覆再制造的表面技术。

自动化微束等离子弧熔覆系统由微束等离子电源、操作机、变位机、送粉系统及供气系统组成。

自主创新设计了70kHz高频逆变微束等离子电源，高于目前通常采用的20kHz逆变频率，从而减少了设备的体积，提高了系统的响应特性，使得微束等离子弧的工作更加稳定。

利用该技术对斯太尔发动机废旧排气门密封锥面进行了再制造。再制造后气门变形量小，表面硬度恢复到新品数值，力学性能满足要求。再制造成本约为新品的20%。

采用微束等离子弧熔覆技术实现了小型零件的直接金属成形。成形零件组织细密，力学性能均一，可以满足装备服役过程中的耐磨、抗疲劳要求。

3.自动化激光熔覆技术

自动化激光熔覆技术是指采用工业机器人或操作机在规定的程序控制下自动完成零件损伤部位的修复和再制造的表面技术。

自动化激光熔覆技术在对损伤零件进行修复和再制造时，具有可自由选区修复、零件基体变形小、修复部位和基体为冶金结合、修复部位力学性能优异、后加工余量小等诸多优点。

利用自动化激光熔覆技术成功完成了磨损失效严重的齿轮和凸轮轴等零件的再制造，解决了再制造过程中熔覆层开裂、基体局部过热、熔覆尺寸精度保证和性能提升等重大难题，激光熔覆再制造后零件的耐磨性能、抗接触疲劳性能均达到了新品零件服役性能要求。

4.自动化纳米复合电刷镀技术

针对发动机连杆、缸体等典型零件的再制造产业化问题，在国内外首次研制成功重载斯太尔发动机连杆和缸体再制造的自动化纳米颗粒复合电刷镀专机。

济南复强公司随后又研制成功了发动机缸体气缸筒自动化纳米电刷镀再制造专机，突破了发动机缸体缸筒只能加衬套修复，修复次数有限的局面，再制造后的性能超过了新品。

利用缸筒自动化纳米电刷镀再制造专机，在缸筒内表面直接制备出了纳米晶镀层，无论外观质量还是综合性能都得到大幅度提高。

纳米晶镀层的获得，是依靠该专机中独特设计的柔性纤维介质刷镀头在刷镀过程中的三个效应实现的，即抑制尖端生长的电化学效应、原子扩散后还原结晶的物理效应、阻碍晶粒长大的机械效应。

再制造专机可一次性完成六件发动机连杆的电刷镀再制造，并使单件作业时间由60min缩短为5min，效率提高10倍以上。再制造连杆所需的能源消耗和材料消耗为新品连杆的50%和10%，成本仅为新品连杆的10%。