设备维修新技术B.

讲座第一讲纳米减摩与自修复技术第二讲快速粘接堵漏技术第三讲快速贴体封存技术第四讲划伤快速修复技术第五讲纳米固体润滑技术第六讲纳米电刷镀修复技术第七讲高速电弧喷涂技术第八讲电子装备快速清洗技术第九讲无电焊接技术二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原理电化学机理共沉积机理吸附机理镶嵌机理2．纳米复合电刷镀原理二、纳米复合电刷镀技术的基本特点及原理（a）基质金属在基体表面沉积；（b）刷镀层生长，纳米粒子沉积；（c）基质金属裹覆纳米粒子；（d）形成纳米粒子弥散分布的复合刷镀层基体金属（b）（d）基体金属基体金属（c）基体金属纳米粒子（a）晶核中国最大的资料库下载三、纳米复合电刷镀设备电源纳米电刷镀液镀笔纳米电刷镀维修箱四、纳米复合电刷镀工艺刷镀电压纳米电刷镀参数选择刷镀温度相对运动速度刷镀电压与工件被镀面积大小、镀笔与工件相对运动速度、复合镀液种类、镀液中纳米粒子含量和镀液温度等因素有关。为了使纳米粒子很好地在刷镀层中沉积，其正常刷镀电压一般比相应基质金属镀液刷镀电压稍高四、纳米复合电刷镀工艺刷镀电压纳米电刷镀参数选择刷镀温度相对运动速度刷镀温度影响复合刷镀液特性、纳米粒子沉积、复合镀层组织生长、复合镀层内应力等复合镀层组织和性能的多个方面。工件的理想施镀温度为室温，最低应不低于15oC，最高不宜高于50oC。四、纳米复合电刷镀工艺刷镀电压纳米电刷镀参数选择刷镀温度相对运动速度纳米复合电刷镀过程中，工件与镀笔的相对运动速度一般为6~10m/min。相对运动速度太快时，不利于纳米粒子的沉积，且易引起纳米复合镀层应力过大。速度太慢时，局部发热量大，容易引起复合镀层表面发黑，且易造成组织疏松、表面粗糙。五、纳米复合电刷镀复合镀层的组织和性能1．镀层的表面形貌及组织与金属刷镀层形貌相比较，纳米复合刷镀层组织更加细小、致密，其镀层表面粗糙度小。a)快镍刷镀层b)n-Al2O3/Ni复合刷镀层(镀液中含10g/Ln-Al2O3);c)n-Al2O3/Ni复合刷镀层(镀液中含30g/Ln-Al2O3)n-Al2O3/Ni纳米复合镀层的微观组织(TEM观察)纳米电刷镀复合镀层的微观组织特征为：纳米粒子在复合镀层中弥散分布，纳米粒子与基质金属良好结合；复合镀层中含有大量纳米晶和非晶。五、纳米复合电刷镀复合镀层的组织和性能2．镀层的性能纳米复合电刷镀层中由于存在大量的硬质纳米粒子，且组织细小致密，因此其硬度、耐磨性、抗疲劳性能、耐高温性能等均比相应的金属刷镀层好。五、纳米复合电刷镀复合镀层的组织和性能2．镀层的性能镀液中纳米粒子含量，g/L显微硬度HV镀层种类A：快镍镀层；B、C、D、E：镀液中纳米Al2O3粉含量分别为10、20、30、40g/L时的复合镀层。磨损失重10-3g五、纳米复合电刷镀复合镀层的组织和性能2．镀层的性能接触疲劳特征寿命，106周次镀液中纳米粉含量，g/Ln-Al2O3/Ni复合刷镀层的抗接触疲劳性能（试验载荷300Kgf/mm2）刷镀层磨痕深度随温度的变化曲线五、纳米复合电刷镀复合镀层的组织和性能2．镀层的性能刷镀层硬度与温度的关系六、纳米复合电刷镀技术的应用1.应用领域和前景目前，纳米复合电刷镀技术主要用来进行零部件表面损伤的修复、新品零部件表面的强化和防护。各种机械设备的耐磨件和密封件，在工业、民用和军事装备中均具有良好的应用前景，可以创造巨大的经济效益。六、纳米复合电刷镀技术的应用1.应用领域和前景在设备维修中，纳米复合电刷镀技术可以应用的典型场所主要包括：轴、轴承、轴瓦类零部件的密封或配合表面；壳体、箱体、衬套类零部件密封或配合表面；孔、槽类零部件的内表面.六、纳米复合电刷镀技术的应用修复某外轮德国制造MAK6M281A柴油机主轴承座热喷涂是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面，形成涂层的一种金属表面加工方法。根据热源来分，热喷涂有四种基本方法：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和特种喷涂。一、火焰喷涂技术（一）丝材火焰喷涂（二）粉末火焰喷涂（三）火焰粉末喷熔技术原理：以氧-乙炔火焰为热源，把自熔性合金粉末喷涂在经过制备的工件表面上，在工件不熔化的情况下，加热涂层，使其熔融并润湿工件，通过液态合金与固态工件表面的相互溶解和扩散，形成一层呈冶金结合并具有特殊性能的表面熔敷层。两个过程：喷涂过程；重熔过程。二、电弧喷涂技术电弧喷涂是热喷涂技术中的后起之秀，它是以电弧为热源，将熔化了的金属丝材用高速气流雾化，并以较高速度喷射到工件表面形成涂层的一种工艺。（一）电弧喷涂设备、原理1电源2喷枪3送丝机构4冷却装置5油水分离器6储气罐7空气压缩机电弧喷涂是以两根丝状金属喷涂材料在喷枪端部短路产生的电弧为热源，将熔化的金属丝用压缩空气气流雾化呈微熔滴，高速喷射到工件表面形成喷涂层的一种工艺。原理简图如图所示。高速电弧喷涂是一个不断重复进行熔化－雾化－喷射－沉积的过程。熔化熔化熔化熔化雾化喷射沉积（二）电弧喷涂材料电弧喷涂丝材包括两类，实芯丝材，粉芯丝材。1.实芯丝材实芯丝材按材质可分为两种：一是有色金属丝材。主要包括铝、锌、铜、钼、镍等金属及其合金；二是黑色金属丝材。主要是碳钢、不锈钢等。1）锌及锌合金：锌喷涂层已广泛应用于室外露天的钢铁构件，如水门闸、桥梁、铁塔和容器等的常温腐蚀防护。2）铝及铝合金：用于储水容器、硫磺气体包围的钢铁构件、食品储存器、燃烧室、船体和闸门等的腐蚀防护。3）铜及铜合金：纯铜主要用作电器开关和电子元件的导电喷涂层及塑像、工艺品、水泥等建筑表面的装饰喷涂层。黄铜喷涂层广泛应用于修复磨损和加工超差的零件，修补有铸造砂眼、气孔的黄铜铸件，也可以用作装饰喷涂层。铝青铜的结合强度高，抗海水腐蚀能力强，并具有很好的耐腐蚀疲劳性和耐磨性。主要用于修复水泵叶片、气闸阀门、活塞、轴瓦，也可用来修复青铜铸件及用作装饰喷涂层。4）镍及镍合金：镍合金中用作喷涂材料的主要为镍铬合金。这类合金具有非常好的抗高温氧化性能，可在880℃高温下使用，是目前应用很广的热阻材料。它还可以耐水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳、氨、醋酸及碱等介质的腐蚀，因此镍铬合金被大量用作耐腐蚀及耐高温喷涂层。5）钼：钼在喷涂中常作为粘结底层材料使用。还可以用作摩擦表面的减摩工作涂层，如活塞环、刹车片、铝合金气缸等。6）碳钢及低合金钢：碳钢和低合金钢是应用广泛的高速电弧喷涂材料。它具有强度较高、耐磨性好、来源广泛、价格低廉等特点。高速电弧喷涂一般采用高碳钢，以弥补碳元素的烧损。2.粉芯丝材粉芯丝材包括外皮和粉芯两部分，是由金属外皮内包装着不同类型的金属、合金粉末或陶瓷粉末构成的，因而同时具备丝材和粉末的优点，能够进行柔性加工制造，拓宽了涂层材料的成分范围，并可制造特殊的合金涂层和金属陶瓷复合材料涂层。类别主要成分主要应用领域7Cr13耐磨丝材FeCCrMn马氏体不锈钢组织，涂层硬度高，可用于造纸烘缸、压力柱塞、曲轴等零部件修复低碳马氏体丝材FeCrNiMo低碳马氏体组织，膨胀系数小，可以喷涂较厚的涂层，具有较好的韧性和耐磨性，可以用作打底涂层。奥氏体不锈钢丝材FeCrNi奥氏体不锈钢组织，配合适当的封孔剂，涂层具有良好的耐晶间腐蚀与点蚀性能Al2O3复合防滑丝材Al/Al2O3铝基复合陶瓷涂层，具有较高的摩擦系数和良好的摩擦系数保持能力，可用作防腐防滑耐磨涂层WC复合丝材Fe3Al/WC可制备Fe3Al金属间化合物复合涂层，可应用于电厂燃煤锅炉管道等的高温冲蚀磨损防护常用粉芯丝材及应用领域（三）电弧喷涂工艺1．预处理工艺工件表面预处理包括以下内容：－－表面清洗－－表面预加工－－表面粗糙化2．喷涂工艺高速电弧喷涂工艺参数对雾化粒子的温度和雾化效果有较大的影响。工艺实践表明，喷涂电流一般不超过200A为宜。喷涂电流一定时，电弧电压越高，输入的电功率增加，金属丝材熔化加快，熔融粒子温度升高，粒子氧化严重，继续增加电压，由于送丝速度不变（由喷涂电流决定），容易造成电弧熄灭，不能进行正常喷涂，所以喷涂电压一般不高于36V。（三）高速电弧喷涂技术高速电弧喷涂是在传统电弧喷涂的基础上，采用气体动力学原理优化设计喷枪结构，通过产生高速气体射流强烈雾化和加速熔化粒子，形成高度致密喷涂层的新型电弧喷涂技术。最可贵的是该技术仍然保留了传统电弧喷涂技术的优质、高效、低成本的特点。高速电弧喷涂枪的结构根据空气动力学的有关原理，高速电弧喷涂枪采用雾化空气通过缩-放（C-D）喷管的方案来提高雾化气流的速度，实现高速电弧喷涂。电弧喷涂火焰比较特点1：粒子速度显著提高在距喷涂枪喷嘴轴向80mm范围内的气流速度达700～580m/s，而传统电弧喷涂为375～200m/s。雾化粒子平均直径为普通枪的1/3～1/8。工作喷涂距离内（150～300mm）粒子飞行的平均速度高于350m/s。特点2：涂层的结合强度显著提高用于防腐的铝涂层和用于耐磨的3Cr13涂层的结合强度分别达到35MPa和43MPa，分别是普通电弧喷涂的2.2倍和1.5倍。051015202530354045Al涂层3Cr13涂层普通电弧喷涂高速电弧喷涂特点3：涂层的孔隙率低、耐磨耐蚀性好高速电弧喷涂3Cr13涂层孔隙率2%(相应的普通电弧喷涂为8%)。高速电弧喷涂耐磨涂层的相对耐磨性是普通电弧喷涂的2倍。图1.高速枪喷涂锌涂层截面形貌(200×)图2.普通枪喷涂锌涂层截面形貌(200×)3Cr13丝材喷涂雾化粒子形貌普通电弧喷涂高速电弧喷涂铝丝材喷涂雾化粒子形貌高速电弧喷涂普通电弧喷涂特点4：喷涂枪的通用性强利用普通电弧喷涂的电源及送丝机构，仅更换一把HAS-01型高速电弧喷涂枪即可实现高速电弧喷涂。