表面工程技术在拉茎辊修复中的应用

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　　摘 要：简要概述表面工程技术特点和应用范围，并以农机装备玉米收获机中拉茎辊磨损修复为例，介绍表面工程技术在农机装备磨损件维修中的应用;阐述了表面工程技术在磨损零部件修复中的工艺过程和工艺规范，根据表面工程技术特点及经济效益考虑，选择适合的技术对磨损后的拉茎辊表面进行修复。
　　关键词：表面技术;拉茎辊;工艺规范;应用
　　中图分类号：TG174.4;S225.51    文献标识码：A
　　doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.009
　　 表面工程是一个由多学科交叉、综合、复合而发展起来的新兴学科，它的特点是在不改变基体材质，不削弱基体强度的條件下，通过不同的设备和工艺流程，选择不同的材料，就能实现在被修复零件表面获得基体材料所不具备的某些特殊性能，从而满足零件的工作性能对工件表面材料提出的技术要求。它适合机械零部件磨损表面的修复，改善或提高基体表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。
　　1 拉茎辊失效原因分析
　　拉茎辊在长期工作中，与玉米秸秆频繁接触产生摩擦，根据拉茎辊工作性能、工作条件和工作环境 ，确定拉茎辊失效形式是摩擦磨损。
　　2 修复工艺选择
　　因为拉茎辊失效形式是摩擦磨损，所以，选择CO2气体保护堆焊和激光熔覆两种表面技术进行修复。
　　2.1 CO2气体保护堆焊工艺
　　2.1.1  CO2气体保护堆焊技术特点
　　（1）焊缝成形好，焊接成本低，相当于焊条或弧焊的1/3;（2）焊接效率高，多层焊接时效率要比焊条电弧焊提高1～4倍;（3）焊件加热面积小，同时二氧化碳气流具有冷却作用，则对焊接区热影响和焊接变形较小。
　　2.1.2 CO2气体保护堆焊工艺规范
　　 （1）堆焊前准备。清除拉茎辊表面上的污物，装卡待堆焊的拉茎辊，选择NU-300 CO2气体保护焊机，调整好设备，选择好各项工艺参数，然后将拉茎辊进行预热，预热后开始进行堆焊操作。
　　 （2）堆焊工艺参数（见表1）。
　　
　　（3）堆焊后处理。堆焊后用石棉布将拉茎辊包裹起来，让拉茎辊缓慢冷却以减少残余应力。冷却后清理拉茎辊表面，然后检查拉茎辊直线度是否在使用技术要求范围内，如果超差了，可以进行校直处理;如果在使用允许范围内，就进行下一道工序——动平衡，动平衡结束后放到待取件区。
　　2.2 激光熔覆修复工艺
　　2.2.1 激光熔覆技术特点
　　 （1）激光束的能量密度高， 加热速度快，对基材的热影响较小，引起工件的变形小;（2）熔覆层无夹渣、熔池细腻无气孔，熔覆层组织均匀致密，微观缺陷少，性能优于其它工艺;（3）可将基材的稀释作用限制在极低的程度，保持原熔覆材料的优异性能;（4）熔覆涂层与基材之间结合强度高，呈冶金结合;（5）熔覆过程中，不产生烟、雾等有害气体或物质;（6）熔覆过程具有效率高、无污染、无公害、环保等优点，易于实现自动化。
　　2.2.2 激光熔覆工艺规范
　　 （1）基体熔覆表面预处理。去除拉茎辊表面的氧化层，再用丙酮清除表面的杂物。装卡待熔覆拉茎辊，调整激光光路和送粉装置，编制熔覆程序。
　　 （2）熔覆工艺参数（见表2）。
　　
　　（3） 熔覆后处理。熔覆后清理拉茎辊表面，对拉茎辊做动平衡，动平衡结束后放到待取件区。
　　3 两种工艺对比
　　从上述两种表面工程技术对拉茎辊磨损修复来看，这两种工艺都能使磨损后的拉茎辊表面形状、尺寸得到恢复，而且能够满足拉茎辊的使用要求，两种修复工艺各有其优缺点。从经济适用的角度看，单件修复采用CO2气体保护堆焊修复工艺比较合适，因为该种修复工艺的设备和工艺比较简单，且成本比较低，应用比较普遍，修复后的表面性能也能满足拉茎辊的使用要求，硬度可达到HRC45～HRC50左右。激光熔覆技术是近几年才发展起来的一种新兴高科技再制造修复工艺，熔覆后具有满足工件使用要求的机械性能， 与基体材料有较好的结合强度和理想的金相组织，硬度比较高，可达到HRC50～HRC55左右，耐磨性能好。但是，设备和工艺比较复杂，在农机装备维修中应用的也比较少，若是有条件或者多件批量修复时选择激光熔覆技术比较理想。
　　4 结论
　　通过两种表面修复技术工艺的特点以及拉茎辊磨损修复工艺规范对比，可以看出：拉茎辊单件修复采用CO2气体保护堆焊技术比较合适;多件或批量修复时选择激光熔覆技术比较理想。
　　目前，各种提高零件表面性能的新技术、新工艺得到不断研究和应用，使得许多表面工程技术，不仅成为再制造领域中的关键技术，也在农机装备的零部件维修方面进行了应用，为农机装备中磨损零件维修提供可靠的技术保障和技术支撑。

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