本发明属于再制造修复领域、机械加工等领域。主要涉及再制造修复领域中的增材修复，特别是喷涂工艺、类激光堆焊工艺。
背景技术：
：复印机是一种普遍使用的设备，随着使用时间的增长，大量零部件会损坏，主要的维修方法的步骤如下：1、拆卸：对回收的废旧复印机进行拆卸，将拆卸的零件分类。2、清洗：对有维修价值的零部件清洗。3、修复：清洗后，对需要修复的外部塑料零部件进行喷塑、涂漆修复，而核心部件或一些金属零部件主要整个更换。4、组装：将修复后的零部件和更换后的零部件重新组装。这种主流的维修技术主要通过重复利用和更换新件来实现设备的再制造。尽管经过清洗等工艺，但多次重复利用，零件的使用效果将不断的降低。更换新件可以提高精度，但旧件报废导致资源浪费比较严重，并且花费较高。轴类零件是复印机中关键的功能性元件，,实际检测发现，大多数辊轴类零件主要工作面基本保持完好，只是与轴承的配合面产生了大小不一的磨损失效。由于磨损部分在整个辊轴零件中所占的比例非常小，利用增材的方法进行修复将是一种非常经济的一种修复方法。但关键问题是：由于辊轴类零件大多对各表面的同轴度要求极高，常规修复方法可能产生较大的热变性，影响零件的修复精度和修复价值。本发明基于“相变”这一导致金属热变形的主要原因进行推导并进行试验，确定了大幅降低辊轴类零件热变形的增材修复技术。技术实现要素：在复印机内，辊轴类零件的位置精度要求比较高，若辊轴类零件的位置精度出现偏差，将会导致复印文件质量变差，甚至无法复印文件。因此，在修复过程中要严格控制零件的形变。由于本发明主要修复的零件为金属件，金属零件的特点是在一定温度条件下会发生相变，并导致变形。因此，在修复工艺中控制金属产生相变是降低变形的关键。1.复印机辊子低温再制造修复方法，其特征在于：当选用电镀和刷镀或冷喷涂无需控制温度，但为了增加覆层与基体的结合力和覆层的自身强度，当选择包括热喷涂、激光熔覆、类激光堆焊或堆焊的工艺，在操作过程中测温仪测试温度，当温度接近设定最高温度时，需停止修复让零件自然冷却，设定的最高温度＝相变温度*0.618。2.进一步，修复后需要测量辊轴类零件的同轴度，并对零件进行校正；校正工序需要安排在增材修复工艺之后，机械加工之前。3.1相变温度的黄金分割处理从理论上说，只要修复区温度低于被修复零件的相变温度就可以完全控制零件的变形。但实际操作过程中，由于温度检测的滞后性、零件各部的温度分布的不均匀性、不同组织相变温度的差异，采用被修复零件整体相变温度作为控制零件变形的边界温度仍然会产生较大的热变形。试验证明，对零件材料相变温度采用黄金分割处理可以较好地解决上述因素所带来的不利影响。具体计算方法为：实控温度＝相变温渡*0.618。例如304不锈钢的相变温度为800℃左右，在修复过程中采用检测设备监测和控制零件表面热影响区温度在494℃(800*0.618)以下。3.2修复工艺的选择常用的增材制造工艺主要有：电镀和刷镀、冷喷涂、热喷涂、激光熔覆、类激光堆焊以及堆焊等。从温度角度考虑，冷喷涂和电镀工艺一般不会产生可以导致金属材料相变的温度升高，是首选的工艺方法。但需要指出的是，随着镀层厚度的增加，镀层应力会增加，脱落倾向增大。因此，电镀和刷镀一般应用于恢复层厚度在0.1-0.2mm以内的磨损表面。如果零件表面材料损失大于这个范围则无法应用。冷喷涂颗粒温度一般在100℃以内，喷涂过程中同样不需要控制温度，操作较为方便。冷喷涂可以形成的覆层也较厚，可以满足不同厚度失效表面的再制造要求。但由于冷喷涂层与基体为机械结合，结合力较小，适用范围是那些对结合力要求不高的场合。采用热喷涂、激光熔覆、类激光堆焊等工艺手段可以大幅增加覆层与基体的结合力和覆层的自身强度，工艺厚度范围较宽。但由于这些再制造手段存在温度的累加效应，工艺控制不当将导致修复零件较大变形的产生。因此需要利用专利前面所述的实控温度的计算方法计算修复材料的最佳控制温度，并采用相应的控制手段进行温度控制。常规堆焊工艺由于热影响区较大、温度较高，热影响区最高温度一般无法控制在专利设定温度以下，因此不建议采用。3.3温度控制方法当采用高温恢复工艺时，零件温度会随着修复时间的增加而增长，最终超过零件材料相变温度，导致变形的产生。为了防止温度累加超过设定最高温度，最简单和有效的方法是在操作过程中对连续修复时间进行限定。当温度接近设定最高温度时，需停止修复让零件自然冷却。修复工艺热影响越大，则间隔时间越长。修复过程中需要安置温度实时检测装置监测零件热影响区的温度。测定范围高于工艺规定最高温度的工业红外温度检测仪等非接触式监测设备都可以实现这个目标。例如，最高检测温度为1300度的DT-8858测温仪就可以满足大多数金属材料的在线温度监测功能。3.4校正工艺的采用尽管采用了一系列的方法来降低复印机辊轴类零件的变形，但由于旧轴可能存在原始变形以及部分零件对同轴度要求较高，修复后的辊轴类零件仍有可能超过其应用的形位精度要求。因此，修复后需要测量辊轴类零件的同轴度，并对超差零件进行校正。经统计大多数零件修复后径向跳动都小于0.2mm，变形量较小。采用简单的冷校正既可以达到零件的形位精度要求。但应该强调的是校正工序需要安排在增材修复工艺之后，机械加工之前。这样的安排避免校正工序对已加工表面的影响，使滚轴零件的形位精度达到最大。具体实施方式一、工艺流程1、拆卸：拆卸废旧的复印机，将拆卸的零件分类，本发明主要收集金属辊轴类零件。2、评估：通过观察收集的金属辊轴类零件，主要看工作面磨损情况，保留有修复价值的零件。3、清洗：清洗具有修复价值的金属辊轴类零部件。4、修复：用相应的修复工艺修复零部件的失效部位。5、校正：检测修复后辊子的形变量，并用校正工艺进行校正。二、具体技术方案由于拆卸和清洗过程与传统的修复工艺相同，在此不做具体说明，重点就辊轴类零件的失效分析、修复方案进行讲解。1、零件失效形式分析零件为一根两端有支撑轴颈的304不锈钢辊子，分为长端和短端。经检测，辊子的主要工作面和轴颈e都没有明显的磨损，有明显磨损痕迹的为轴颈a、轴颈b、轴颈c、轴颈d。四个表面都为轴承的配合面。测量各失效表面的轴颈，结果如下表：abCd标准值8.009.008.009.00失效件17.868.947.928.98失效件27.208.907.888.98失效件37.808.947.348.92失效件47.408.967.888.92根据表中数据测得各轴颈的磨损量，如下表：失效件1失效件2失效件3失效件4a段0.140.800.200.60b段0.060.100.060.04c段0.080.120.660.12d段0.020.020.080.08由表可知，辊子a段和c段的磨损量较大，磨损量基本都在0.1mm以上，最高达0.66mm。b段和d段的磨损量较小，磨损量基本都在0.1mm以下。2、修复工艺的选择b段和d段磨损量较小，采用电镀和刷镀的进行修复是最佳的修复方法。但整体考虑也可以采用同a段和c段相同工艺进行修复。a段和c段为主要磨损部位磨损量已经大于镀层所能恢复的极限，因此应采用喷涂和类激光堆焊等工艺进行修复，而这些工艺需要对修复区最高温度进行相应的限定，以避免过大的变形产生。3、修复温度的确定零件材质为304不锈钢，其相变温度为800度左右。根据黄金分割原理，覆层成形过程中，最高温度应控制在494℃(800*0.618)以下。4、修复工艺的实施类激光堆焊使用的设备是天诚宇有限公司的csm-200类激光堆焊设备，为防止零件发生相变，需要控制零件修复部位的温度在494℃以下。设定脉冲电流140A-160A，电流持续时间0.05S。将零件夹持固定，设定夹具的旋转角度为6°/次，每隔20秒旋转一次，设定焊枪的移动速度为2mm/次，移动次数根据修复轴颈的长度确定。采用DT-8858测温仪在线监测可知，该工艺完全可以将修复区温度控制在494℃以下。热喷涂在喷涂之前要用喷涂胶带保护其他部位，将零件夹持固定，设定夹具的旋转速度为300r/min。喷涂采用的气体是O2、C2H2和压缩空气，喷涂之前调节好各气体的参数，其中O2的压力为0.7MPa，流量为1.3m3/min；C2H2的压力为0.15MPa，流量为1.5m3/min；压缩空气的压力为0.5MPa，喷涂时，保持喷涂距离为180mm，在喷涂束流喷出之前，要对失效部位进行10s的预热，然后调节喷枪的送粉机构，形成束流修复失效部位。为控制温度，每次喷涂时间保持在15s，间隔1min后进行下次喷涂，喷涂3到4次即可。采用DT-8858测温仪在线监测可知，该工艺也可以将修复区温度控制在494℃以下。3、校正通过测量修复后辊轴类零件的同轴度，判断是否需要校正。对于本零件，工艺规定同轴度偏差为0.03mm。下表有两根修复后的辊子，一根用热喷涂工艺修复，一根用冷喷涂工艺修复，在一根辊子上等间距取5个点，测量它们的同轴度偏差：分析表格中数据得出，采用专利实控温度对热喷涂工艺进行限制后，最大变形量仅为0.02mm，小于零件规定的同轴度偏差。但由于零件存在原始偏差，因此两根修复后的辊子径向跳动都大于0.03mm，需要进行校正。校正工艺采用冷校正的方法，校正后，零件同轴度可以达到工艺规定要求。三、技术特点1、本发明主要针对轴承配合面进行修复，修复量小，生产率高，再制造的经济性较高。2、采用黄金分割的方法对相变温度进行处理，所获得的实控温度可以将复印机滚轴类零件的变形量控制在最小范围内，同时保证修复效率的最大化。3、较好地控制了增材修复的变形，使热喷涂、激光熔覆等高能修复手段的采用成为可能。4、在增材修复后，机械加工前安排校正工序，可以一次性去除零件原始变形和校正变形对修复表面形位精度的影响。当前第1页1 2 3