專利名稱：一種修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法
技術領域：
本發明涉及機械加工領域，具體涉及修補機械零件表面損傷的方法。
背景技術：
機械在使用過程中其機械零件表面經常會出現劃傷、剝落等損傷，每年都會有大量的此類零件因無法修復而報廢，有時某些重要的零件表面的損傷則會造成整臺機械無法使用。常用方法如電鍍、噴涂等只能對工件進行較薄尺寸的修復。
發明內容
本發明的目的是提供一種修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法，該方法尤其適用于損傷深度超過3毫米的機械零件,能使修補材料與機械零件很好的結合在一起，修補后的機械零件的機械性能基本保持不變，成本低，簡單易行。本發明的目的采用如下技術方案實現。一種修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法，包括如下步驟:
(1)預處理:在機械零件表面的損傷處開槽并去掉毛刺,清洗除去機械零件表面的油污，在機械零件損傷處電鍍一層Ni ；
(2)澆鑄:將步驟(I)處理后的機械零件預熱后放入鋼水砂型，用鋼水澆鑄損傷處，冷卻至室溫；
(3)熱處理:將步驟(2)處理后的機械零件加熱至800-850°C，用NaCl水溶液冷卻，低溫回火后空冷。步驟(2)所述機械零件預熱溫度為780 - 8200C。步驟(3)所述NaCl水溶液的質量百分濃度為8 — 12%。步驟(3)中低溫回火的溫度為180 - 220°C。步驟(I)采用丙酮清洗的方法除去機械零件表面的油污。有益效果:
本發明修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法尤其適用于損傷的最深處超過3毫米的機械零件，能使修補材料與機械零件很好的結合在一起，修補后的機械零件的機械性能基本保持不變，成本低，簡單易行。在普通碳鋼機械零件表面損傷部位開槽，去掉毛刺和丙酮清潔處理后，鍍Ni，機械零件損傷部位上澆注TlO碳素工具鋼所得結合面的結合強度為184MPa。預處理中鍍鎳一方面提高結合強度，一方面鎳提供了很好的塑性。采用了較高的澆鑄溫度，機械零件預熱溫度越高，機械零件與修補材料結合的可能性就越大。采用低溫回火主要是為了去除淬火應力，回火過程中馬氏體既保持了鋼的高硬度、高強度和良好的耐磨性，又適當提高了韌性。經過淬火和低溫回火后，修補材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235，機械零件的硬度為HRC58.5。
圖1是修補材料與機械零件結合面的金相圖，放大倍數為500倍。
具體實施例方式實施例1
待修補機械零件的材料為Q235，其表面的損傷有劃痕和溝槽，損傷的最深處為3毫米。( I)預處理:對機械零件表面的劃痕和溝槽先用電動或氣動的片狀砂輪進行開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛刺，使溝痕與機械零件表面呈圓滑過度狀態；丙酮清洗除去機械零件表面的油污；在機械零件表面的損傷處電鍍一層Ni。(2)澆鑄過程:將步驟(I)處理后的機械零件預熱至800°C后放入鋼水砂型，用TlO碳素工具鋼水澆鑄損傷處，冷卻至室溫，將澆鑄處進行打磨使其形狀與合格的機械零件相近；澆鑄溫度為1500°C。(3)熱處理:將步驟(2)處理后的機械零件加熱至800°C，保溫時間20分鐘；用質量百分濃度為10%的NaCl水溶液冷卻；200°C低溫回火后空冷。修補材料與機械零件結合面的金相圖如圖1所示。修補材料與機械零件的結合面處可以看出鍍層金屬將消失，故推理鍍層金屬在高溫條件下會很快的擴散入修補材料和機械零件，形成一定的過渡層，進而加強了修補材料和機械零件的結合。修補材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235機械零件的硬度為HRC58.5。機械零件損傷部位上澆注Tio碳素工具鋼所得結合面的結合強度為184MPa。實施例2
待修補機械零件的材料為Q235，其表面的損傷有劃痕和溝槽，損傷的最深處為5毫米。( I)預處理:對機械零件表面的劃痕和溝槽先用電動或氣動的片狀砂輪進性開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛刺，使溝痕與機械零件表面呈圓滑過度狀態；丙酮清洗除去機械零件表面的油污；在機械零件表面的損傷處電鍍一層Ni。(2)澆鑄過程:將步驟(I)處理后的機械零件預熱至780°C后放入鋼水砂型，用TlO碳素工具鋼水澆鑄損傷處，冷卻至室溫，將澆鑄處進行打磨使其形狀與合格的機械零件相近；澆鑄溫度為1450°C。(3)熱處理:將步驟(2)處理后的機械零件加熱至820°C ;用質量百分濃度為8%的NaCl水溶液冷卻；180°C低溫回火后空冷。通過金相圖來觀察修補材料與機械零件結合面。修補材料與機械零件的結合面處可以看出鍍層金屬將消失，故推理鍍層金屬在高溫條件下會很快的擴散入修補材料和機械零件，形成一定的過渡層，進而加強了修補材料和機械零件的結合。修補材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235機械零件的硬度為HRC58.5。實施例3
待修補機械零件的材料為Q235，其表面的損傷有劃痕和溝槽，損傷的最深處為4毫米。( I)預處理:對機械零件表面的劃痕和溝槽先用電動或氣動的片狀砂輪進性開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛刺，使溝痕與機械零件表面呈圓滑過度狀態；丙酮清洗除去機械零件表面的油污；在機械零件表面的損傷處電鍍一層Ni。(2)澆鑄過程:將步驟(I)處理后的機械零件預熱至820°C后放入鋼水砂型，用TlO碳素工具鋼水澆鑄損傷處，冷卻至室溫，將澆鑄處進行打磨使其形狀與合格的機械零件相近；澆鑄溫度為1550°C。(3)熱處理:將步驟(2)處理后的機械零件加熱至850°C ;用質量百分濃度為12%的NaCl水溶液冷卻；220°C低溫回火后空冷。通過金相圖來觀察修補材料與機械零件結合面。修補材料與機械零件的結合面處可以看出鍍層金屬將消失，故推理鍍層金屬在高溫條件下會很快的擴散入修補材料和機械零件，形成一定的過渡層，進而加強了修補材料和機械零件的結合。修補材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235機械零件的硬度為HRC58.5。
權利要求
1.一種修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)預處理:在機械零件表面的損傷處開槽并去掉毛刺,清洗除去機械零件表面的油污，在機械零件損傷處電鍍一層Ni ； (2)澆鑄:將步驟(I)處理后的機械零件預熱后放入鋼水砂型，用鋼水澆鑄損傷處，冷卻至室溫； (3)熱處理:將步驟(2)處理后的機械零件加熱至800-850°C，用NaCl水溶液冷卻，低溫回火后空冷。
2.根據權利要求1所述修補機械零件表面損傷的方法，其特征在于:步驟(2)所述機械零件預熱溫度為780 - 820°C。
3.根據權利要求2所述修補機械零件表面損傷的方法，其特征在于:步驟(3)所述NaCl水溶液的質量百分濃度為8 — 12%。
4.根據權利要求3所述修補機械零件表面損傷的方法，其特征在于:步驟(3)中低溫回火的溫度為180 - 220°C。
5.根據權利要求4所述修補機械零件表面損傷的方法，其特征在于:步驟(I)采用丙酮清洗的方法除去機械零件表面的油污。
全文摘要
本發明提供一種修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法涉及機械加工領域。該方法，包括(1)預處理在機械零件表面的損傷處開槽并去掉毛刺，清洗除去機械零件表面的油污，在機械零件損傷處電鍍一層Ni；(2)澆鑄將步驟(1)處理后的機械零件預熱后放入鋼水砂型，用鋼水澆鑄損傷處，冷卻至室溫；(3)熱處理將步驟(2)處理后的機械零件加熱至800-850℃，用NaCl水溶液冷卻，低溫回火后空冷。本發明修補普通碳鋼機械零件表面損傷的方法尤其適用于損傷最深處超過3毫米的機械零件，能使修補材料與機械零件很好的結合在一起，修補后的機械零件的機械性能基本保持不變，成本低，簡單易行。
文檔編號B22D19/10GK103084563SQ201310060928
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者王玲, 楊春軍, 于洋 申請人:南京信息工程大學