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矿用汽车悬挂缸活塞杆修复工艺之选择

文章来源: 更新时间:2013-11-13

●本钢歪头山铁矿汽车间  李龙强
●沈阳绿岛表面技术研发中心 姜心
  矿用汽车悬挂缸活塞杆的工况是:油缸内的工作部分时刻处于摩擦磨损和磨粒磨损的状态,而暴露于油缸之外的部分时刻处于大气和泥沙的腐蚀之中。可见该活塞杆属于工况恶劣的易损件。这就要求对它的修复必须保证防腐耐磨不脱皮。由于它的失效形式为表面严重的磨损和拉伤,所以采用磨后直接镀硬铬的办法进行修复是不可行的,因为铬镀层太厚易脱皮且不经济。
  几年前,沈阳绿岛与歪头山铁矿进行技术合作,经过多种方法的试修试用,取得了足够的数据和经验,真正找到了切实可行的修复工艺。我们先后采用了以低温镀铁为主的工艺和以埋弧自动焊为主的工艺进行了试修试用。
  首先,介绍一下以镀铁工艺为主进行修复试验的情况。最初,我们采用单一的镀铁层修复了十件活塞杆,经先后装车试用,发现几天内活塞杆裸露部分就严重锈蚀;而缸内运动部分除磨损外还都产生了纵向拉伤。总的来看其平均使用寿命不足两月。
  为什么镀铁层不能胜任活塞杆的工况呢?这是由镀铁层固有的网状裂纹组织(见图)和硬度偏低所决定的。镀层裂纹内所含酸性镀液是很难彻底清除的,因而它的腐蚀过程主要是一个由内向外的返锈过程。如果失去防锈油的保护,镀铁层见水即锈。由于裂纹内极易镶嵌微小磨粒而造成活塞杆拉伤,又加之镀铁层的硬度比镀铬层要低HRC12以上,自然就更加剧了它的磨损。
  为了克服上述缺点,我们又尝试在镀铁层上镀硬铬和化学镀铁层上镀硬铬和化学镀镍,但仍未成功,其原因是当镀镀件一入镀槽,其镀铁层的裂纹内就立即充满镀液,随着温度的升高,镀层就局部鼓起微泡。就是不起泡镀件综合强度也极低。为提高结合强度,我们又做了先将工件预热到镀液温度再入槽镀的试验,这样虽减少了起泡,但却不能解决裂纹内含酸生锈的问题。
  其次,介绍一下自动焊精磨后再氮化处理或镀铬的修复工艺,否定了镀铁工艺后我们又开发了采用微流埋弧自动焊恢复活塞杆的表面尺寸,精磨后再进行辉光离子氮化处理或者磨后留镀量再镀硬铬这两种修复方法。应用这两种工艺我们修复了数百件活塞杆,质量稳定可靠。寿命近于新品。为了方便比较,现将几种工艺列于下表:
工艺
结合强度
Mpa
表面硬度
HRC
网状裂纹
防腐性能
使用寿命
镀铁
150
50
严重
小于三月
镀铁+化学镀
起泡
——
——
——
不能用
镀铁+镀铬
起泡
——
——
——
不能用
自动焊+镀铬
200
62
近于新品
自动焊+氮化
渗入基体
62
近于新品

  由上表可见,采用自动焊恢复尺寸后再镀铬或者焊后直接对其进行离子氮化处理的工艺修复活塞杆能够满足其防腐耐磨不脱皮的基本要求,而镀铁工艺是不能胜任的。
  修复质量反馈情况:
  几年来,沈阳绿岛一直为我公司修复特雷克斯汽车发动机和底盘零部件(例如缸体、曲轴、活塞杆及缸筒、轮边支架、主减速器壳体、前后轮毂等等)。
  实践证明,贵中心的修复质量可靠、交货及时、服务周到,为我公司降低成本、提高效益做出了一定的贡献。特致以诚挚的感谢!

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