曲軸表面修復的基礎研究.pdf

1、隨著經濟的快速發(fā)展,中國汽車產量和保有量都在增加,隨之產生的報廢車輛也增加,因此汽車零部件的再制造成為經濟發(fā)展的必然選擇,也是國家大力支持的關鍵項目之一。汽車零部件的再制造在延長零部件使用壽命同時,還能減輕資源壓力、減少環(huán)境污染、緩解就業(yè)壓力,因此蘊含著巨大的經濟價值和廣闊的市場空間。
　　 曲軸在運轉過程中,由于磨損、腐蝕、劃傷而導致過早失效。由于曲軸附加值高,失效通性強,本文選取比亞迪股份有限公司生產的BYD473QB型發(fā)動

2、機的曲軸作為研究對象進行表面修復研究。主要的工作和主要的結論有:
　　 1)本文基于BYD473QB型發(fā)動機曲軸的工作環(huán)境,分析主軸頸和連桿軸頸的受力情況,并對整體曲軸模型和單拐模型進行有限元強度分析,以及對各個受損部位的失效形式、磨損機理和磨損規(guī)律進行分析。結果表明:主軸頸和連桿軸頸在軸向和徑向受力不均勻,容易造成軸頸部位的橢圓和錐形磨損;曲軸表面在圓角和油孔邊緣存在應力集中,最大應力值達到113MPa,且表面處的應力比內部應

3、力大得多,在交變載荷和油楔力的作用下,容易產生疲勞裂紋。
　　 2)本文以正火態(tài)45鋼為試驗基體材料,通過超音速火焰噴涂+激光重熔自熔性鎳基合金粉末、快速鎳電刷鍍、不銹鋼冷焊三種修復試驗分別對軸頸試樣和表面裂紋試樣進行表面修復,并分析修復工藝參數對修復層性能的影響。結果表明:相對于傳統(tǒng)的熱噴涂和激光熔覆技術而言,重熔層的組織均勻,熔接強度好,粗糙度較高,需要留有足夠的加工余量;鍍層表面均勻致密,粗糙度低;焊層的熱影響區(qū)域小,幾乎

4、不留修復痕跡。
　　 3)金相組織觀察和結合強度檢測的結果表明:重熔層與基體之間成鋸齒形的冶金結合;快速鎳鍍層表面組織均勻致密,鍍層與基體間沒有明顯的過渡層,可見以機械結合為主,冶金為輔,同時由于內應力表面存在微裂紋,且隨著厚度的增加裂紋大小和數目均變大;焊層與基體由于閃溫作用,固熔后成明顯的冶金結合狀態(tài)。
　　 4)磨損試驗結果表明:超音速火焰噴涂+激光重熔自熔性鎳基合金粉末修復的試樣和不銹鋼冷焊修復的試樣以小尺度的磨

5、粒磨損為主,但冷焊層表面硬點所產生的細槽起到儲存潤滑油的作用,耐磨性有一定的提高;快速鎳電刷鍍修復的試樣以粘著磨損為主,隨著載荷的增加,裂紋愈加明顯。
　　 通過對各修復層的組織和成分分析,以及各種性能的檢測,各種表面修復均能基本滿足曲軸的使用要求。因此熱噴涂+激光重熔和電刷鍍方法對于曲軸軸頸的表面修復是可行的,但是重熔層厚度不宜超過1mm,而刷鍍層厚度不宜超過0.5mm;冷焊方法對于曲軸表面裂紋及局部缺陷是可行的。