專利名稱：一種半聯軸器內孔的等離子弧熔覆修復方法
技術領域：
本發明涉及一種機械傳動件的修復方法，尤其涉及一種半聯軸器內孔的修復方法。
背景技術：
半聯軸器是廣泛應用于船舶、礦山、機械、冶金等領域的一種重要機械傳動件，半聯軸器性能優劣以及使用壽命直接影響設備的傳動性能和作業率。半聯軸器工作環境一般比較復雜，傳遞載荷大，由于金屬疲勞和環境中的粉塵、雜質、腐蝕介質等因素的影響，使得半聯軸器內孔容易出現磨損，在運轉時將產生不平衡慣性力和慣性力矩，導致軸齒與內齒嚙合出現局部接觸，引起內外齒面磨損嚴重，甚至還可能發生斷齒及對口螺栓折斷現象，從而影響機器的安全工作和使用壽命。半聯軸器經常損壞調換，影響連續生產，不僅造成生產成本的增加，而且增加了維修工作量。針對磨損后半聯軸器內孔的修復問題，目前常采用氬弧焊補焊工藝，但是由于補焊后內孔變形大、殘余應力大，而且半聯軸器內孔有嚴格的尺寸和形位公差要求，使得采用氬弧焊補焊修復半聯軸器內孔的成品率很低，無法完全滿足生產需要；另外一種常用修復工藝是采用熱噴涂工藝修復半聯軸器內孔，但由于熱噴涂技術本身的特點，對于磨損量達到幾個毫米的內孔，熱噴涂涂層厚度無法滿足要求，而且由于涂層與基材為機械結合，在大載荷下，內孔表面涂層容易脫落，也不能很好滿足半聯軸器內孔修復的工藝要求。上述修復工藝不具備良好的適應性，而生產實踐迫切需要一種適應性強、操作方便，成本低的半聯軸器內孔修復工藝，提高修復后半聯軸器的使用壽命，保證設備的長時間連續運行。

發明內容
本發明的目的在于提供一種不僅使半聯軸器可連續使用，性能更好，使用壽命長，而且工藝簡單，可控性強，成本低，無污染的半聯軸器內孔的修復方法。本發明的方法包括以下步驟
1、首先確定半聯軸器內孔磨損部位及磨損量；
2、對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動進行損傷檢查；
3、去除半聯軸器內孔I 2mm的磨損疲勞層，露出新的加工面；
4、采用磁粉探傷和超聲波探傷，對去除疲勞層后半聯軸器表面和內部裂紋缺陷進行檢
測；
5、對聯軸器基材成分檢測，根據檢測結果選取Ni55與WC合金粉末，按比例進行混合，其中Ni55合金粉末占總質量的90% 95%，WC合金粉末占總質量的5% 10%，將Ni55合金粉末和WC合金粉末放入機械式混粉器中，混合I 2小時后,得到Ni55與WC混合合金粉末；
6、將上述混合合金粉末與白乳膠按重量比為181混合攪拌，攪拌后的混合合金粉末具有一定粘度且無結塊，然后將混合合金粉末均勻涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為2 3mm，自然干燥；
7、將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面的預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為160-180A，工作電壓為16-18V，掃描寬度為5mm，掃描速度為200-240mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min，電離氣體量15L/min，使之半聯軸器內孔表面熔覆層厚度為I. 5 2. 5mm ;
8、對等離子弧熔覆后的半聯軸進行去應力退火，溫度為350 550°C，保溫2 4小時，緩慢冷卻；
9、對冷卻后的半聯軸器內孔表面熔覆層進行磨削加工；
10、對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷；
11、對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，合格，即修復完畢。在本發明中，所述的Ni55合金粉末為60-160目。在本發明中，所述的WC合金粉末為80 325目。在本發明中，所涉及的步驟(10)中，對加工后的半聯軸器內孔表面的氣孔、夾渣、裂紋的缺陷進行著色探傷，可對缺陷處局部重復進行等離子弧熔覆。本發明應用等離子弧熔覆修復磨損后的半聯軸器內孔，不僅解決了磨損后半聯軸器內孔難以修復的問題，還延長了半聯軸器的使用壽命；由于通過WC作為增強相，可使得熔覆后合金層內部組織顆粒結合緊密，合金層中的WC顆粒在摩擦副接觸表面起“滾針”的作用，有利于降低摩擦系數從而使得半聯軸器具有高壽命、高耐磨性等優異性能。性能優于內孔基材材質的合金粉末，通過等離子弧熔覆實現與內孔基材的冶金結合，并獲得細化的組織，所以修復后的半聯軸器性能更好，可以在機械傳動機構中連續使用，明顯延長使用壽命。另外，本發明工藝簡單，適應性強，可控性強，同時可減少了合金的消耗，降低成本，能耗低，無污染。
具體實施例方式 實施例I
首先對半聯軸器設備進行解體拆卸，打標識，清洗工件，檢測尺寸，確定半聯軸器內孔磨損部位及磨損量，對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動檢查，進行損傷檢查，根據檢測結果，去除半聯軸器內孔的磨損疲勞層1mm，以露出新的加工面；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保半聯軸器無表面和內部裂紋缺陷；將按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入機械式混粉器中充分混合，混粉時間為2小時，得到Ni55與WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例為Ni55合金粉末占總質量的90%，WC合金粉末占總質量的10% ;將Ν 55與WC混合合金粉末與白乳膠按重量比為18 1混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為2_，自然干燥；將帶有合金粉末涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面合金粉末進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為160A，工作電壓為16V，掃描寬度為5mm，掃描速度為200mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min，電離氣體量15L/min，在半聯軸器內孔表面熔覆Ni55與WC合金粉末，合金熔覆層厚度為I. 5mm ;為了降低熔覆區的殘余應力，保持合金層硬度的均勻一致性，防止產生冷裂紋，半聯軸器后熱處理溫度為400°C，保溫2小時，然后隨爐緩慢冷卻；將冷卻后的半聯軸器，按照技術要求對內孔表面熔覆層進行磨削加工，磨削量為O. 5mm，對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂紋缺陷；對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，檢驗是否合格，合格后完成半聯軸器設備組裝。實施例2
首先對半聯軸器設備進行解體拆卸，打標識，清洗工件，檢測尺寸，確定半聯軸器內孔磨損部位及其磨損量，對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動檢查，進行損傷檢查，根據檢測結果，去除半聯軸器內孔的磨損疲勞層2mm，以露出新的加工面；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保半聯軸器無表面和內部裂紋缺陷；將按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入機械式混粉器中充分混合，混粉時間為I. 5小時，得到Ni55與WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例為Ni55合金粉末占總質量的95%, WC合金粉末占總質量的5% ;將混合合金粉末與白乳膠按重量比為18 1混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂合金粉層厚度為3_，自然干燥；將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面合金粉末進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為170A，工作電壓為17V，掃描寬度為5mm，掃描速度為200mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min，電離氣體量15L/min，在半聯軸器內孔表面熔覆Ni55與WC合金粉末，合金熔覆層厚度為2. 5mm ;為了降低熔覆區的殘余應力，保持合金層硬度的均勻一致性，防止產生冷裂紋，半聯軸器后熱處理溫度為450°C，保溫2小時，然后隨爐緩慢冷卻；將冷卻后的半聯軸器，按照圖紙及有關技術要求對內孔表面熔覆層進行磨削加工，磨削量為O. 5mm ;對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂紋缺陷；對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，檢驗是否合格，合格后完成半聯軸器設備組裝。實施例3
首先對半聯軸器設備進行解體拆卸，打標識，清洗工件，檢測尺寸，確定半聯軸器內孔磨損部位及其磨損量，對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動檢查，進行損傷檢查，根據檢測結果，去除半聯軸器內孔的磨損疲勞層1mm，以露出新的加工面；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保半聯軸器無表面和內部裂紋缺陷；將按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入機械式混粉器中充分混合，混粉時間為2小時，得到Ni55與WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例為Ni55合金粉末占總質量的92%，WC合金粉末占總質量的8% ;將混合合金粉末與白乳膠按重量比為18 1混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為2. 5mm自然干燥；將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離 子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面合金粉末進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為180A，工作電壓為18V，掃描寬度為5_，掃描速度為240mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min，電離氣體量15L/min，在半聯軸器內孔表面熔覆Ni55與WC混合合金粉末，合金熔覆層厚度為2_ ;為了降低熔覆區的殘余應力，保持合金層硬度的均勻一致性，防止產生冷裂紋，半聯軸器后熱處理溫度為550°C，保溫2小時，然后隨爐緩冷冷；將冷卻后的半聯軸器，按照圖紙及有關技術要求對內孔表面熔覆層進行磨削加工，磨削量為1_ ;對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂紋缺陷；對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，檢驗是否合格，合格后完成半聯軸器設備組裝。
實施例4
首先對半聯軸器設備進行解體拆卸，打標識，清洗工件，檢測尺寸，確定半聯軸器內孔磨損部位及其磨損量，對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動檢查，進行損傷檢查，根據檢測結果，去除半聯軸器內孔的磨損疲勞層I. 5mm,以露出新的加工面；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保半聯軸器無表面和內部裂紋等缺陷；將按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入機械式混粉器中充分混合，混粉時間為2小時，得到Ni55與WC合金粉末，其中合金粉末的混合比例為Ni55合金粉末占總質量的94%，WC合金粉末占總質量的6% ;將混合合金粉末與白乳膠按重量比為18 1混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為3_，自然干燥；將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面合金粉末進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為180A，工作電壓為18V，掃描寬度為5_，掃描速度為220mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min,電離氣體量15L/min，在半聯軸器內孔表面熔覆Ni55與WC合金粉末，合金熔覆層厚度為2. 5mm ;為了降低熔覆區的殘余應力，保持合金層硬度的均勻一致性，防止產生冷裂紋，半聯軸器后熱處理溫度為500°C，保溫4小時，然后隨爐緩冷；冷卻后的半聯軸器，按照 圖紙及有關技術要求對內孔表面熔覆層進行磨削加工，磨削量為Imm;對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷；對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，檢驗是否合格，合格后完成半聯軸器設備組裝。實施例5
首先對半聯軸器設備進行解體拆卸，打標識，清洗工件，檢測尺寸，確定半聯軸器內孔磨損部位及其磨損量，對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動檢查，進行損傷檢查，根據檢測結果，去除半聯軸器內孔的磨損疲勞層1mm，以露出新的加工面；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保半聯軸器無表面和內部裂紋缺陷；將按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入機械式混粉器中充分混合，混粉時間為2小時，得到Ni55與WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例為Ni55合金粉末占總質量的91%，WC合金粉末占總質量的9% ;將混合合金粉末與白乳膠按重量比為18 1混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為2_，自然干燥；將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面合金粉末進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為160A，工作電壓為16V，掃描寬度為5mm，掃描速度為200mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min,電離氣體量15L/min，在半聯軸器內孔表面熔覆Ni55與WC合金粉末，合金熔覆層厚度為I. 5mm;為了降低熔覆區的殘余應力，保持合金層硬度的均勻一致性，防止產生冷裂紋，半聯軸器后熱處理溫度為350°C，保溫3小時，然后隨爐緩慢冷冷；將冷卻后的半聯軸器，按照圖紙及有關技術要求對內孔表面熔覆層進行磨削加工，磨削量為O. 5mm ;對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷；對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，檢驗是否合格，合格后完成半聯軸器設備組裝。實施例6
首先對半聯軸器設備進行解體拆卸，打標識，清洗工件，檢測尺寸，確定半聯軸器內孔磨損部位及其磨損量，對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動檢查，進行損傷檢查，根據檢測結果，去除半聯軸器內孔的磨損疲勞層2mm，以露出新的加工面；采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保半聯軸器無表面和內部裂紋等缺陷；將按比例配制的Ni55及WC粉末放入機械式混粉器中充分混合，混粉時間為I小時，得到Ni55與WC合金粉末，其中合金粉末的混合比例為Ni55合金粉末占總質量的95%，WC合金粉末占總質量的5% ;將混合合金粉末與白乳膠按重量比為18 1混合，攪拌均勻，然后將混合好的合金粉末均勻地涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為3_，自然干燥；將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面合金粉末進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為180A，工作電壓為18V，掃描寬度為5mm，掃描速度為220mm/min，搭接率5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min，電離氣體量15L/min，在半聯軸器內孔表面熔覆Ni55與WC合金粉末，合金熔覆層厚度為
2.5mm ;為了降低熔覆區的殘余應力，保持合金層硬度的均勻一致性，防止產生冷裂紋，半聯軸器后熱處理溫度為450°C，保溫4小時，然后隨爐緩慢冷冷；將冷卻后的半聯軸器，按照圖 紙及有關技術要求對內孔表面熔覆層進行磨削加工，磨削量為O. 5mm ;對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷，檢測是否有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷；對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，檢驗是否合格，合格后完成半聯軸器設備組裝。
權利要求
1.一種半聯軸器內孔的等離子弧熔覆修復方法，包括以下步驟(1)首先確定半聯軸器內孔磨損部位及磨損量；(2)對半聯軸器的內孔進行徑向、端面跳動進行損傷檢查；(3)去除半聯軸器內孔I 2mm的磨損疲勞層，露出新的加工面；(4)采用磁粉探傷和超聲波探傷，對去除疲勞層后半聯軸器表面和內部裂紋缺陷進行檢測；(5)對聯軸器基材成分檢測，根據檢測結果選取Ni55與WC合金粉末，按比例進行混合，其中Ni55合金粉末占總質量的90% 95%，WC合金粉末占總質量的5% 10%，將Ni55 合金粉末和WC合金粉末放入機械式混粉器中，混合I 2小時后,得到Ni55與WC混合合金粉末；(6)將上述混合合金粉末與白乳膠按重量比為181混合攪拌，攪拌后的混合合金粉末具有一定粘度且無結塊，然后將混合合金粉末均勻涂刷在半聯軸器內孔基材表面，預涂層厚度為2 3mm，自然干燥；(7)將帶有預涂層的半聯軸器固定在等離子弧熔覆設備加工機床上，機床主軸勻速旋轉，等離子弧對內孔表面的預涂層進行單道掃描，等離子弧熔覆的工藝參數為工作電流為160-180A，工作電壓為16-18V，掃描寬度為5mm，掃描速度為200-240mm/min，搭接率 5%，噴嘴距離工件3mm，用氬氣為保護和電離氣體，保護氣體量20L/min，電離氣體量15L/ min，使之半聯軸器內孔表面熔覆層厚度為I. 5 2. 5mm ;(8)對等離子弧熔覆后的半聯軸進行去應力退火，溫度為350 550°C，保溫2 4小時，緩慢冷卻；(9)對冷卻后的半聯軸器內孔表面熔覆層進行磨削加工；(10)對加工后的半聯軸器內孔熔覆層進行表面著色探傷；(11)對半聯軸器進行尺寸公差和形位公差檢驗，合格，即修復完畢。
2.根據權利要求I所述的修復方法，其特征在于，所述的Ni55合金粉末為60-160目。
3.根據權利要求I所述的修復方法，其特征在于，所述的WC合金粉末為8(Γ325目。
4.根據權利要求I所述的修復方法，其特征在于，其中步驟(10)中，對加工后的半聯軸器內孔表面的氣孔、夾渣、裂紋的缺陷進行著色探傷，可對缺陷處局部重復進行等離子弧熔覆。
全文摘要
本發明公開了一種半聯軸器內孔的等離子弧熔覆修復方法，其步驟包括對半聯軸器進行檢測，去除磨損疲勞層，露出新的加工面，探傷；采用機械式混粉器將按比例配制Ni55與WC合金粉末；在半聯軸器內孔表面預涂混合后的混合合金粉末；采用等離子弧掃描Ni55與WC混合合金粉末，將其熔覆在半聯軸器內孔的表面；對帶有預涂熔覆層的半聯軸器熱處理，緩慢冷卻；對冷卻后的半聯軸器內孔表面熔覆層進行機械加工和探傷，獲得尺寸、形位公差均滿足要求的半聯軸器，最后完成組裝。本發明與現有技術相比具有工藝適應性強，使用壽命長，工藝簡單，可控性強，能源消耗少等優點。
文檔編號C23C24/10GK102925889SQ20121038498
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者趙明鷹 申請人:秦皇島格瑞得節能技術服務有限公司