專利名稱：一種修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)械零件表面損傷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體涉及修補(bǔ)機(jī)械零件表面損傷的方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械在使用過程中其機(jī)械零件表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)劃傷、剝落等損傷，每年都會(huì)有大量的此類零件因無法修復(fù)而報(bào)廢，有時(shí)某些重要的零件表面的損傷則會(huì)造成整臺機(jī)械無法使用。常用方法如電鍍、噴涂等只能對工件進(jìn)行較薄尺寸的修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)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(jī)械零件,能使修補(bǔ)材料與機(jī)械零件很好的結(jié)合在一起，修補(bǔ)后的機(jī)械零件的機(jī)械性能基本保持不變，成本低，簡單易行。本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)械零件表面損傷的方法，包括如下步驟:
(1)預(yù)處理:在機(jī)械零件表面的損傷處開槽并去掉毛刺,清洗除去機(jī)械零件表面的油污，在機(jī)械零件損傷處電鍍一層Ni ；
(2)澆鑄:將步驟(I)處理后的機(jī)械零件預(yù)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(jī)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(jī)械零件預(yù)熱溫度為780 - 8200C。步驟(3)所述NaCl水溶液的質(zhì)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(jī)械零件表面的油污。有益效果:
本發(fā)明修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)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(jī)械零件，能使修補(bǔ)材料與機(jī)械零件很好的結(jié)合在一起，修補(bǔ)后的機(jī)械零件的機(jī)械性能基本保持不變，成本低，簡單易行。在普通碳鋼機(jī)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(jī)械零件損傷部位上澆注TlO碳素工具鋼所得結(jié)合面的結(jié)合強(qiáng)度為184MPa。預(yù)處理中鍍鎳一方面提高結(jié)合強(qiáng)度，一方面鎳提供了很好的塑性。采用了較高的澆鑄溫度，機(jī)械零件預(yù)熱溫度越高，機(jī)械零件與修補(bǔ)材料結(jié)合的可能性就越大。采用低溫回火主要是為了去除淬火應(yīng)力，回火過程中馬氏體既保持了鋼的高硬度、高強(qiáng)度和良好的耐磨性，又適當(dāng)提高了韌性。經(jīng)過淬火和低溫回火后，修補(bǔ)材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235，機(jī)械零件的硬度為HRC58.5。


圖1是修補(bǔ)材料與機(jī)械零件結(jié)合面的金相圖，放大倍數(shù)為500倍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
待修補(bǔ)機(jī)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(yù)處理:對機(jī)械零件表面的劃痕和溝槽先用電動(dòng)或氣動(dòng)的片狀砂輪進(jìn)行開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛刺，使溝痕與機(jī)械零件表面呈圓滑過度狀態(tài)；丙酮清洗除去機(jī)械零件表面的油污；在機(jī)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(jī)械零件預(yù)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(jìn)行打磨使其形狀與合格的機(jī)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(jī)械零件加熱至800°C，保溫時(shí)間20分鐘；用質(zhì)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(bǔ)材料與機(jī)械零件結(jié)合面的金相圖如圖1所示。修補(bǔ)材料與機(jī)械零件的結(jié)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(huì)很快的擴(kuò)散入修補(bǔ)材料和機(jī)械零件，形成一定的過渡層，進(jìn)而加強(qiáng)了修補(bǔ)材料和機(jī)械零件的結(jié)合。修補(bǔ)材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235機(jī)械零件的硬度為HRC58.5。機(jī)械零件損傷部位上澆注Tio碳素工具鋼所得結(jié)合面的結(jié)合強(qiáng)度為184MPa。實(shí)施例2
待修補(bǔ)機(jī)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(yù)處理:對機(jī)械零件表面的劃痕和溝槽先用電動(dòng)或氣動(dòng)的片狀砂輪進(jìn)性開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛刺，使溝痕與機(jī)械零件表面呈圓滑過度狀態(tài)；丙酮清洗除去機(jī)械零件表面的油污；在機(jī)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(jī)械零件預(yù)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(jìn)行打磨使其形狀與合格的機(jī)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(jī)械零件加熱至820°C ;用質(zhì)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(bǔ)材料與機(jī)械零件結(jié)合面。修補(bǔ)材料與機(jī)械零件的結(jié)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(huì)很快的擴(kuò)散入修補(bǔ)材料和機(jī)械零件，形成一定的過渡層，進(jìn)而加強(qiáng)了修補(bǔ)材料和機(jī)械零件的結(jié)合。修補(bǔ)材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235機(jī)械零件的硬度為HRC58.5。實(shí)施例3
待修補(bǔ)機(jī)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(yù)處理:對機(jī)械零件表面的劃痕和溝槽先用電動(dòng)或氣動(dòng)的片狀砂輪進(jìn)性開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛刺，使溝痕與機(jī)械零件表面呈圓滑過度狀態(tài)；丙酮清洗除去機(jī)械零件表面的油污；在機(jī)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(jī)械零件預(yù)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(jìn)行打磨使其形狀與合格的機(jī)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(jī)械零件加熱至850°C ;用質(zhì)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(bǔ)材料與機(jī)械零件結(jié)合面。修補(bǔ)材料與機(jī)械零件的結(jié)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(huì)很快的擴(kuò)散入修補(bǔ)材料和機(jī)械零件，形成一定的過渡層，進(jìn)而加強(qiáng)了修補(bǔ)材料和機(jī)械零件的結(jié)合。修補(bǔ)材料TlO碳素工具鋼的硬度為HRC39.6，Q235機(jī)械零件的硬度為HRC58.5。
權(quán)利要求
1.一種修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)械零件表面損傷的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)預(yù)處理:在機(jī)械零件表面的損傷處開槽并去掉毛刺,清洗除去機(jī)械零件表面的油污，在機(jī)械零件損傷處電鍍一層Ni ； (2)澆鑄:將步驟(I)處理后的機(jī)械零件預(yù)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(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述修補(bǔ)機(jī)械零件表面損傷的方法，其特征在于:步驟(2)所述機(jī)械零件預(yù)熱溫度為780 - 820°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述修補(bǔ)機(jī)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(zhì)量百分濃度為8 — 12%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述修補(bǔ)機(jī)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(jù)權(quán)利要求4所述修補(bǔ)機(jī)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(jī)械零件表面的油污。
全文摘要
本發(fā)明提供一種修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)械零件表面損傷的方法涉及機(jī)械加工領(lǐng)域。該方法，包括(1)預(yù)處理在機(jī)械零件表面的損傷處開槽并去掉毛刺，清洗除去機(jī)械零件表面的油污，在機(jī)械零件損傷處電鍍一層Ni；(2)澆鑄將步驟(1)處理后的機(jī)械零件預(yù)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(jī)械零件加熱至800-850℃，用NaCl水溶液冷卻，低溫回火后空冷。本發(fā)明修補(bǔ)普通碳鋼機(jī)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(jī)械零件，能使修補(bǔ)材料與機(jī)械零件很好的結(jié)合在一起，修補(bǔ)后的機(jī)械零件的機(jī)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(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者王玲, 楊春軍, 于洋 申請人:南京信息工程大學(xué)