冷焊技術(shù)在發(fā)動機(jī)再制造中的應(yīng)用試驗(yàn)研究.pdf

1、再制造是一種能保護(hù)生態(tài)環(huán)境且經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著的綠色制造技術(shù)，由于再制造過程只是對原有零部件的修復(fù)，成本是新產(chǎn)品的50％，而且可節(jié)能60％，節(jié)約材料70％以上。再制造已成為國家節(jié)約能源、緩解資源及環(huán)境危機(jī)、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。
　　 冷焊技術(shù)是修復(fù)發(fā)動機(jī)零部件磨損、劃痕以及磕碰損傷的關(guān)鍵技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、便捷、精密、熱影響區(qū)小等優(yōu)點(diǎn)，已成為發(fā)動機(jī)再制造中非常重要的修復(fù)工藝。如何在保證修復(fù)效率的前提下，減少修復(fù)缺陷，保持良好

2、的修復(fù)結(jié)合力，減小熱影響區(qū)和殘余應(yīng)力，以及獲得較好的硬度特性，是目前制約行業(yè)應(yīng)用的瓶頸問題。本課題圍繞冷焊修復(fù)技術(shù)在發(fā)動機(jī)再制造中的瓶頸問題，對發(fā)動機(jī)再制造冷焊修復(fù)技術(shù)的作用機(jī)理以及發(fā)動機(jī)的損傷形式、修復(fù)區(qū)域的顯微硬度、微觀組織、結(jié)合強(qiáng)度、殘余應(yīng)力和銑削加工等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 本文用亞激光瞬間熔冷焊技術(shù)對發(fā)動機(jī)缸體材料HT250表面缺陷進(jìn)行修復(fù)，制備了鎳基修復(fù)層，并對修復(fù)層的組織性能及銑削加工進(jìn)行了綜合研究。①通過

3、研究修復(fù)層和基體的內(nèi)部組織以及結(jié)合界面的元素?cái)U(kuò)散，揭示了冷焊修復(fù)機(jī)理及其適用性?；w和修復(fù)層界面結(jié)合良好，基體區(qū)域片狀石墨分布較均勻，修復(fù)層組織致密，熔合界面有明顯的元素?cái)U(kuò)散，表明修復(fù)層與基體間是微區(qū)冶金結(jié)合，冷焊技術(shù)可用于零件表面損傷修復(fù)。②研究了冷焊區(qū)域顯微硬度的特點(diǎn)，修復(fù)層硬度低于基體硬度，便于其后續(xù)加工處理，熱影響區(qū)的寬度窄小，熱影響區(qū)內(nèi)硬度分布存在一定跳動，符合微區(qū)脈沖焊接的特點(diǎn)。③測試了修復(fù)層與基體的結(jié)合強(qiáng)度及基體表面殘余應(yīng)

4、力，揭示了結(jié)合強(qiáng)度、殘余應(yīng)力與不同冷焊工藝參數(shù)間的關(guān)系。研究表明，冷焊修復(fù)技術(shù)能提高修復(fù)對象的抗拉強(qiáng)度，但修復(fù)后試樣的抗拉強(qiáng)度仍低于原材料的抗拉強(qiáng)度;冷焊表面殘余應(yīng)力范圍很小，靠近焊縫處為拉應(yīng)力，遠(yuǎn)離焊縫處為壓應(yīng)力，橫向殘余應(yīng)力是主要?dú)堄鄳?yīng)力;通過改變冷焊時間與能量參數(shù)，可以得到較高的結(jié)合強(qiáng)度和較小的殘余應(yīng)力峰值。④針對冷焊修復(fù)層高低不平以及微觀組織中存在硬質(zhì)相的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)正交銑削試驗(yàn)，探索在鎳基冷焊修復(fù)層銑削加工中，不同銑削參數(shù)對銑削