冷焊技術在發(fā)動機再制造中的應用試驗研究.pdf

1、再制造是一種能保護生態(tài)環(huán)境且經濟和社會效益顯著的綠色制造技術，由于再制造過程只是對原有零部件的修復，成本是新產品的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、促進循環(huán)經濟的重要組成部分。
　　 冷焊技術是修復發(fā)動機零部件磨損、劃痕以及磕碰損傷的關鍵技術，具有經濟、便捷、精密、熱影響區(qū)小等優(yōu)點，已成為發(fā)動機再制造中非常重要的修復工藝。如何在保證修復效率的前提下，減少修復缺陷，保持良好

2、的修復結合力，減小熱影響區(qū)和殘余應力，以及獲得較好的硬度特性，是目前制約行業(yè)應用的瓶頸問題。本課題圍繞冷焊修復技術在發(fā)動機再制造中的瓶頸問題，對發(fā)動機再制造冷焊修復技術的作用機理以及發(fā)動機的損傷形式、修復區(qū)域的顯微硬度、微觀組織、結合強度、殘余應力和銑削加工等關鍵技術進行了系統(tǒng)研究。
　　 本文用亞激光瞬間熔冷焊技術對發(fā)動機缸體材料HT250表面缺陷進行修復，制備了鎳基修復層，并對修復層的組織性能及銑削加工進行了綜合研究。①通過

3、研究修復層和基體的內部組織以及結合界面的元素擴散，揭示了冷焊修復機理及其適用性。基體和修復層界面結合良好，基體區(qū)域片狀石墨分布較均勻，修復層組織致密，熔合界面有明顯的元素擴散，表明修復層與基體間是微區(qū)冶金結合，冷焊技術可用于零件表面損傷修復。②研究了冷焊區(qū)域顯微硬度的特點，修復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)內硬度分布存在一定跳動，符合微區(qū)脈沖焊接的特點。③測試了修復層與基體的結合強度及基體表面殘余應

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