拉莖輥修復中表面工程技術的應用
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摘要:簡要概述表面工程技術特點和應用范圍，并以農(nóng)機裝備玉米收獲機中拉莖輥磨損修復為例，介紹表面工程技術在農(nóng)機裝備磨損件維修中的應用;闡述了表面工程技術在磨損零部件修復中的工藝過程和工藝規(guī)范，根據(jù)表面工程技術特點及經(jīng)濟效益考慮，選擇適合的技術對磨損后的拉莖輥表面進行修復。
關鍵詞:表面技術;拉莖輥;工藝規(guī)范;應用
表面工程是一個由多學科交叉、綜合、復合而發(fā)展起來的新興學科，它的特點是在不改變基體材質(zhì)，不削弱基體強度的條件下，通過不同的設備和工藝流程，選擇不同的材料，就能實現(xiàn)在被修復零件表面獲得基體材料所不具備的某些特殊性能，從而滿足零件的工作性能對工件表面材料提出的技術要求。它適合機械零部件磨損表面的修復，改善或提高基體表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。
1拉莖輥失效原因分析
拉莖輥在長期工作中，與玉米秸稈頻繁接觸產(chǎn)生摩擦，根據(jù)拉莖輥工作性能、工作條件和工作環(huán)境，確定拉莖輥失效形式是摩擦磨損。
2修復工藝選擇
因為拉莖輥失效形式是摩擦磨損，所以，選擇CO2氣體保護堆焊和激光熔覆兩種表面技術進行修復。
2．1CO2氣體保護堆焊工藝
2．1．1CO2氣體保護堆焊技術特點(1)焊縫成形好，焊接成本低，相當于焊條或弧焊的1/3;(2)焊接效率高，多層焊接時效率要比焊條電弧焊提高1～4倍;(3)焊件加熱面積小，同時二氧化碳氣流具有冷卻作用，則對焊接區(qū)熱影響和焊接變形較小。
2．1．2CO2氣體保護堆焊工藝規(guī)范(1)堆焊前準備。清除拉莖輥表面上的污物，裝卡待堆焊的拉莖輥，選擇NU－300CO2氣體保護焊機，調(diào)整好設備，選擇好各項工藝參數(shù)，然后將拉莖輥進行預熱，預熱后開始進行堆焊操作。(3)堆焊后處理。堆焊后用石棉布將拉莖輥包裹起來，讓拉莖輥緩慢冷卻以減少殘余應力。冷卻后清理拉莖輥表面，然后檢查拉莖輥直線度是否在使用技術要求范圍內(nèi)，如果超差了，可以進行校直處理;如果在使用允許范圍內(nèi)，就進行下一道工序———動平衡，動平衡結束后放到待取件區(qū)。
2．2激光熔覆修復工藝
2．2．1激光熔覆技術特點(1)激光束的能量密度高，加熱速度快，對基材的熱影響較小，引起工件的變形小;(2)熔覆層無夾渣、熔池細膩無氣孔，熔覆層組織均勻致密，微觀缺陷少，性能優(yōu)于其它工藝;(3)可將基材的稀釋作用限制在極低的程度，保持原熔覆材料的優(yōu)異性能;(4)熔覆涂層與基材之間結合強度高，呈冶金結合;(5)熔覆過程中，不產(chǎn)生煙、霧等有害氣體或物質(zhì);(6)熔覆過程具有效率高、無污染、無公害、環(huán)保等優(yōu)點，易于實現(xiàn)自動化。
2．2．2激光熔覆工藝規(guī)范(1)基體熔覆表面預處理。去除拉莖輥表面的氧化層，再用丙酮清除表面的雜物。裝卡待熔覆拉莖輥，調(diào)整激光光路和送粉裝置，編制熔覆程序。(2)熔覆工藝參數(shù)(見表2)。(3)熔覆后處理。熔覆后清理拉莖輥表面，對拉莖輥做動平衡，動平衡結束后放到待取件區(qū)。
3兩種工藝對比
從上述兩種表面工程技術對拉莖輥磨損修復來看，這兩種工藝都能使磨損后的拉莖輥表面形狀、尺寸得到恢復，而且能夠滿足拉莖輥的使用要求，兩種修復工藝各有其優(yōu)缺點。從經(jīng)濟適用的角度看，單件修復采用CO2氣體保護堆焊修復工藝比較合適，因為該種修復工藝的設備和工藝比較簡單，且成本比較低，應用比較普遍，修復后的表面性能也能滿足拉莖輥的使用要求，硬度可達到HRC45～HRC50左右。激光熔覆技術是近幾年才發(fā)展起來的一種新興高科技再制造修復工藝，熔覆后具有滿足工件使用要求的機械性能，與基體材料有較好的結合強度和理想的金相組織，硬度比較高，可達到HRC50～HRC55左右，耐磨性能好。但是，設備和工藝比較復雜，在農(nóng)機裝備維修中應用的也比較少，若是有條件或者多件批量修復時選擇激光熔覆技術比較理想。
4結論
通過兩種表面修復技術工藝的特點以及拉莖輥磨損修復工藝規(guī)范對比，可以看出:拉莖輥單件修復采用CO2氣體保護堆焊技術比較合適;多件或批量修復時選擇激光熔覆技術比較理想。目前，各種提高零件表面性能的新技術、新工藝得到不斷研究和應用，使得許多表面工程技術，不僅成為再制造領域中的關鍵技術，也在農(nóng)機裝備的零部件維修方面進行了應用，為農(nóng)機裝備中磨損零件維修提供可靠的技術保障和技術支撐。
作者：張亞萍 單位：黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學研究院
