专利名称：一种半联轴器内孔的等离子弧熔覆修复方法
技术领域：
本发明涉及一种机械传动件的修复方法，尤其涉及一种半联轴器内孔的修复方法。
背景技术：
半联轴器是广泛应用于船舶、矿山、机械、冶金等领域的一种重要机械传动件，半联轴器性能优劣以及使用寿命直接影响设备的传动性能和作业率。半联轴器工作环境一般比较复杂，传递载荷大，由于金属疲劳和环境中的粉尘、杂质、腐蚀介质等因素的影响，使得半联轴器内孔容易出现磨损，在运转时将产生不平衡惯性力和惯性力矩，导致轴齿与内齿啮合出现局部接触，引起内外齿面磨损严重，甚至还可能发生断齿及对口螺栓折断现象，从而影响机器的安全工作和使用寿命。半联轴器经常损坏调换，影响连续生产，不仅造成生产成本的增加，而且增加了维修工作量。针对磨损后半联轴器内孔的修复问题，目前常采用氩弧焊补焊工艺，但是由于补焊后内孔变形大、残余应力大，而且半联轴器内孔有严格的尺寸和形位公差要求，使得采用氩弧焊补焊修复半联轴器内孔的成品率很低，无法完全满足生产需要；另外一种常用修复工艺是采用热喷涂工艺修复半联轴器内孔，但由于热喷涂技术本身的特点，对于磨损量达到几个毫米的内孔，热喷涂涂层厚度无法满足要求，而且由于涂层与基材为机械结合，在大载荷下，内孔表面涂层容易脱落，也不能很好满足半联轴器内孔修复的工艺要求。上述修复工艺不具备良好的适应性，而生产实践迫切需要一种适应性强、操作方便，成本低的半联轴器内孔修复工艺，提高修复后半联轴器的使用寿命，保证设备的长时间连续运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅使半联轴器可连续使用，性能更好，使用寿命长，而且工艺简单，可控性强，成本低，无污染的半联轴器内孔的修复方法。本发明的方法包括以下步骤
1、首先确定半联轴器内孔磨损部位及磨损量；
2、对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动进行损伤检查；
3、去除半联轴器内孔I 2mm的磨损疲劳层，露出新的加工面；
4、采用磁粉探伤和超声波探伤，对去除疲劳层后半联轴器表面和内部裂纹缺陷进行检
测；
5、对联轴器基材成分检测，根据检测结果选取Ni55与WC合金粉末，按比例进行混合，其中Ni55合金粉末占总质量的90% 95%，WC合金粉末占总质量的5% 10%，将Ni55合金粉末和WC合金粉末放入机械式混粉器中，混合I 2小时后,得到Ni55与WC混合合金粉末；
6、将上述混合合金粉末与白乳胶按重量比为181混合搅拌，搅拌后的混合合金粉末具有一定粘度且无结块，然后将混合合金粉末均匀涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为2 3mm，自然干燥；
7、将带有预涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面的预涂层进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为160-180A，工作电压为16-18V，扫描宽度为5mm，扫描速度为200-240mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min，电离气体量15L/min，使之半联轴器内孔表面熔覆层厚度为I. 5 2. 5mm ;
8、对等离子弧熔覆后的半联轴进行去应力退火，温度为350 550°C，保温2 4小时，缓慢冷却；
9、对冷却后的半联轴器内孔表面熔覆层进行磨削加工；
10、对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤；
11、对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，合格，即修复完毕。在本发明中，所述的Ni55合金粉末为60-160目。在本发明中，所述的WC合金粉末为80 325目。在本发明中，所涉及的步骤(10)中，对加工后的半联轴器内孔表面的气孔、夹渣、裂纹的缺陷进行着色探伤，可对缺陷处局部重复进行等离子弧熔覆。本发明应用等离子弧熔覆修复磨损后的半联轴器内孔，不仅解决了磨损后半联轴器内孔难以修复的问题，还延长了半联轴器的使用寿命；由于通过WC作为增强相，可使得熔覆后合金层内部组织颗粒结合紧密，合金层中的WC颗粒在摩擦副接触表面起“滚针”的作用，有利于降低摩擦系数从而使得半联轴器具有高寿命、高耐磨性等优异性能。性能优于内孔基材材质的合金粉末，通过等离子弧熔覆实现与内孔基材的冶金结合，并获得细化的组织，所以修复后的半联轴器性能更好，可以在机械传动机构中连续使用，明显延长使用寿命。另外，本发明工艺简单，适应性强，可控性强，同时可减少了合金的消耗，降低成本，能耗低，无污染。
具体实施例方式 实施例I
首先对半联轴器设备进行解体拆卸，打标识，清洗工件，检测尺寸，确定半联轴器内孔磨损部位及磨损量，对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动检查，进行损伤检查，根据检测结果，去除半联轴器内孔的磨损疲劳层1mm，以露出新的加工面；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保半联轴器无表面和内部裂纹缺陷；将按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混粉时间为2小时，得到Ni55与WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例为Ni55合金粉末占总质量的90%，WC合金粉末占总质量的10% ;将Ν 55与WC混合合金粉末与白乳胶按重量比为18 1混合，搅拌均匀，然后将混合好的合金粉末均匀地涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为2_，自然干燥；将带有合金粉末涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面合金粉末进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为160A，工作电压为16V，扫描宽度为5mm，扫描速度为200mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min，电离气体量15L/min，在半联轴器内孔表面熔覆Ni55与WC合金粉末，合金熔覆层厚度为I. 5mm ;为了降低熔覆区的残余应力，保持合金层硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，半联轴器后热处理温度为400°C，保温2小时，然后随炉缓慢冷却；将冷却后的半联轴器，按照技术要求对内孔表面熔覆层进行磨削加工，磨削量为O. 5mm，对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂纹缺陷；对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，检验是否合格，合格后完成半联轴器设备组装。实施例2
首先对半联轴器设备进行解体拆卸，打标识，清洗工件，检测尺寸，确定半联轴器内孔磨损部位及其磨损量，对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动检查，进行损伤检查，根据检测结果，去除半联轴器内孔的磨损疲劳层2mm，以露出新的加工面；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保半联轴器无表面和内部裂纹缺陷；将按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混粉时间为I. 5小时，得到Ni55与WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例为Ni55合金粉末占总质量的95%, WC合金粉末占总质量的5% ;将混合合金粉末与白乳胶按重量比为18 1混合，搅拌均匀，然后将混合好的合金粉末均匀地涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂合金粉层厚度为3_，自然干燥；将带有预涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面合金粉末进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为170A，工作电压为17V，扫描宽度为5mm，扫描速度为200mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min，电离气体量15L/min，在半联轴器内孔表面熔覆Ni55与WC合金粉末，合金熔覆层厚度为2. 5mm ;为了降低熔覆区的残余应力，保持合金层硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，半联轴器后热处理温度为450°C，保温2小时，然后随炉缓慢冷却；将冷却后的半联轴器，按照图纸及有关技术要求对内孔表面熔覆层进行磨削加工，磨削量为O. 5mm ;对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂纹缺陷；对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，检验是否合格，合格后完成半联轴器设备组装。实施例3
首先对半联轴器设备进行解体拆卸，打标识，清洗工件，检测尺寸，确定半联轴器内孔磨损部位及其磨损量，对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动检查，进行损伤检查，根据检测结果，去除半联轴器内孔的磨损疲劳层1mm，以露出新的加工面；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保半联轴器无表面和内部裂纹缺陷；将按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混粉时间为2小时，得到Ni55与WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例为Ni55合金粉末占总质量的92%，WC合金粉末占总质量的8% ;将混合合金粉末与白乳胶按重量比为18 1混合，搅拌均匀，然后将混合好的合金粉末均匀地涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为2. 5mm自然干燥；将带有预涂层的半联轴器固定在等离 子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面合金粉末进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为180A，工作电压为18V，扫描宽度为5_，扫描速度为240mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min，电离气体量15L/min，在半联轴器内孔表面熔覆Ni55与WC混合合金粉末，合金熔覆层厚度为2_ ;为了降低熔覆区的残余应力，保持合金层硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，半联轴器后热处理温度为550°C，保温2小时，然后随炉缓冷冷；将冷却后的半联轴器，按照图纸及有关技术要求对内孔表面熔覆层进行磨削加工，磨削量为1_ ;对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂纹缺陷；对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，检验是否合格，合格后完成半联轴器设备组装。
实施例4
首先对半联轴器设备进行解体拆卸，打标识，清洗工件，检测尺寸，确定半联轴器内孔磨损部位及其磨损量，对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动检查，进行损伤检查，根据检测结果，去除半联轴器内孔的磨损疲劳层I. 5mm,以露出新的加工面；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保半联轴器无表面和内部裂纹等缺陷；将按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混粉时间为2小时，得到Ni55与WC合金粉末，其中合金粉末的混合比例为Ni55合金粉末占总质量的94%，WC合金粉末占总质量的6% ;将混合合金粉末与白乳胶按重量比为18 1混合，搅拌均匀，然后将混合好的合金粉末均匀地涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为3_，自然干燥；将带有预涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面合金粉末进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为180A，工作电压为18V，扫描宽度为5_，扫描速度为220mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min,电离气体量15L/min，在半联轴器内孔表面熔覆Ni55与WC合金粉末，合金熔覆层厚度为2. 5mm ;为了降低熔覆区的残余应力，保持合金层硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，半联轴器后热处理温度为500°C，保温4小时，然后随炉缓冷；冷却后的半联轴器，按照 图纸及有关技术要求对内孔表面熔覆层进行磨削加工，磨削量为Imm;对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂纹等缺陷；对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，检验是否合格，合格后完成半联轴器设备组装。实施例5
首先对半联轴器设备进行解体拆卸，打标识，清洗工件，检测尺寸，确定半联轴器内孔磨损部位及其磨损量，对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动检查，进行损伤检查，根据检测结果，去除半联轴器内孔的磨损疲劳层1mm，以露出新的加工面；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保半联轴器无表面和内部裂纹缺陷；将按比例配制的Ni55及WC合金粉末放入机械式混粉器中充分混合，混粉时间为2小时，得到Ni55与WC混合合金粉末，其中合金粉末的混合比例为Ni55合金粉末占总质量的91%，WC合金粉末占总质量的9% ;将混合合金粉末与白乳胶按重量比为18 1混合，搅拌均匀，然后将混合好的合金粉末均匀地涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为2_，自然干燥；将带有预涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面合金粉末进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为160A，工作电压为16V，扫描宽度为5mm，扫描速度为200mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min,电离气体量15L/min，在半联轴器内孔表面熔覆Ni55与WC合金粉末，合金熔覆层厚度为I. 5mm;为了降低熔覆区的残余应力，保持合金层硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，半联轴器后热处理温度为350°C，保温3小时，然后随炉缓慢冷冷；将冷却后的半联轴器，按照图纸及有关技术要求对内孔表面熔覆层进行磨削加工，磨削量为O. 5mm ;对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂纹等缺陷；对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，检验是否合格，合格后完成半联轴器设备组装。实施例6
首先对半联轴器设备进行解体拆卸，打标识，清洗工件，检测尺寸，确定半联轴器内孔磨损部位及其磨损量，对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动检查，进行损伤检查，根据检测结果，去除半联轴器内孔的磨损疲劳层2mm，以露出新的加工面；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保半联轴器无表面和内部裂纹等缺陷；将按比例配制的Ni55及WC粉末放入机械式混粉器中充分混合，混粉时间为I小时，得到Ni55与WC合金粉末，其中合金粉末的混合比例为Ni55合金粉末占总质量的95%，WC合金粉末占总质量的5% ;将混合合金粉末与白乳胶按重量比为18 1混合，搅拌均匀，然后将混合好的合金粉末均匀地涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为3_，自然干燥；将带有预涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面合金粉末进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为180A，工作电压为18V，扫描宽度为5mm，扫描速度为220mm/min，搭接率5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min，电离气体量15L/min，在半联轴器内孔表面熔覆Ni55与WC合金粉末，合金熔覆层厚度为
2.5mm ;为了降低熔覆区的残余应力，保持合金层硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，半联轴器后热处理温度为450°C，保温4小时，然后随炉缓慢冷冷；将冷却后的半联轴器，按照图 纸及有关技术要求对内孔表面熔覆层进行磨削加工，磨削量为O. 5mm ;对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤，检测是否有气孔、夹渣、裂纹等缺陷；对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，检验是否合格，合格后完成半联轴器设备组装。
权利要求
1.一种半联轴器内孔的等离子弧熔覆修复方法，包括以下步骤(1)首先确定半联轴器内孔磨损部位及磨损量；(2)对半联轴器的内孔进行径向、端面跳动进行损伤检查；(3)去除半联轴器内孔I 2mm的磨损疲劳层，露出新的加工面；(4)采用磁粉探伤和超声波探伤，对去除疲劳层后半联轴器表面和内部裂纹缺陷进行检测；(5)对联轴器基材成分检测，根据检测结果选取Ni55与WC合金粉末，按比例进行混合，其中Ni55合金粉末占总质量的90% 95%，WC合金粉末占总质量的5% 10%，将Ni55 合金粉末和WC合金粉末放入机械式混粉器中，混合I 2小时后,得到Ni55与WC混合合金粉末；(6)将上述混合合金粉末与白乳胶按重量比为181混合搅拌，搅拌后的混合合金粉末具有一定粘度且无结块，然后将混合合金粉末均匀涂刷在半联轴器内孔基材表面，预涂层厚度为2 3mm，自然干燥；(7)将带有预涂层的半联轴器固定在等离子弧熔覆设备加工机床上，机床主轴匀速旋转，等离子弧对内孔表面的预涂层进行单道扫描，等离子弧熔覆的工艺参数为工作电流为160-180A，工作电压为16-18V，扫描宽度为5mm，扫描速度为200-240mm/min，搭接率 5%，喷嘴距离工件3mm，用氩气为保护和电离气体，保护气体量20L/min，电离气体量15L/ min，使之半联轴器内孔表面熔覆层厚度为I. 5 2. 5mm ;(8)对等离子弧熔覆后的半联轴进行去应力退火，温度为350 550°C，保温2 4小时，缓慢冷却；(9)对冷却后的半联轴器内孔表面熔覆层进行磨削加工；(10)对加工后的半联轴器内孔熔覆层进行表面着色探伤；(11)对半联轴器进行尺寸公差和形位公差检验，合格，即修复完毕。
2.根据权利要求I所述的修复方法，其特征在于，所述的Ni55合金粉末为60-160目。
3.根据权利要求I所述的修复方法，其特征在于，所述的WC合金粉末为8(Γ325目。
4.根据权利要求I所述的修复方法，其特征在于，其中步骤(10)中，对加工后的半联轴器内孔表面的气孔、夹渣、裂纹的缺陷进行着色探伤，可对缺陷处局部重复进行等离子弧熔覆。
全文摘要
本发明公开了一种半联轴器内孔的等离子弧熔覆修复方法，其步骤包括对半联轴器进行检测，去除磨损疲劳层，露出新的加工面，探伤；采用机械式混粉器将按比例配制Ni55与WC合金粉末；在半联轴器内孔表面预涂混合后的混合合金粉末；采用等离子弧扫描Ni55与WC混合合金粉末，将其熔覆在半联轴器内孔的表面；对带有预涂熔覆层的半联轴器热处理，缓慢冷却；对冷却后的半联轴器内孔表面熔覆层进行机械加工和探伤，获得尺寸、形位公差均满足要求的半联轴器，最后完成组装。本发明与现有技术相比具有工艺适应性强，使用寿命长，工艺简单，可控性强，能源消耗少等优点。
文档编号C23C24/10GK102925889SQ20121038498
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者赵明鹰 申请人:秦皇岛格瑞得节能技术服务有限公司