鑄鐵機(jī)床導(dǎo)軌的刷鍍修復(fù)工藝
2012-03-16作者：王占合
1 引言機(jī)床導(dǎo)軌出現(xiàn)嚴(yán)重磨損以及深度拉傷劃痕等缺陷，均需進(jìn)行恢復(fù)性修理，常規(guī)采用的機(jī)加工方法，通過(guò)刨削、磨削等去除導(dǎo)軌表面的不平金屬，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，但對(duì)所需設(shè)備要求較高，加工過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，修理成本高。除此之外，每次加工都使導(dǎo)軌表面熱處理層厚度減薄，硬度降低，耐磨性下降，使用周期縮短。人工刮削也是修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌不平的一種方法，雖不需要專用設(shè)備，但對(duì)工人操作技術(shù)要求較高，且刮研速度慢，工作量大，只適于作小范圍輕微磨損的局部修理。近年來(lái)，應(yīng)用刷鍍技術(shù)修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌取得滿意效果，與其它修理方法相比，刷鍍具有質(zhì)量可靠、成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著、修理速度快、修復(fù)周期短、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種值得推廣的機(jī)床導(dǎo)軌修復(fù)新方法。
2 鑄鐵機(jī)床導(dǎo)軌的刷鍍工藝及要點(diǎn)
刷鍍修復(fù)鑄鐵機(jī)床導(dǎo)軌的主要工藝分為除油、活化、鍍底層、鍍工作層和鍍后處理。
(1)除油
操作步驟：
①金屬清洗劑清洗，去除導(dǎo)軌表面的油污、腐蝕銹斑等。
②丙酮擦洗。
③電凈，推薦使用0#電凈液，工件接負(fù)級(jí)，工作電壓10～20V，鍍筆相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度10～20m/min，電凈時(shí)間30～90s。0#電凈液主要成份：NaOH，25g/L，Na2CO3，21.7g/L；Na3PO4，50g/L ；NaCl，2.4g/L。工藝要點(diǎn)：由于鑄鐵顯微組織結(jié)構(gòu)疏松，表面存在大量微隙，具有良好的貯油性，使得除油難度大，采用一般的電凈工藝往往除油不徹底，是造成鍍層與基體金屬結(jié)合強(qiáng)度低的重要原 因。嚴(yán)格按照上述工藝除油，可獲得滿意效果。
上述方案中0#電凈液除油效果好，主要通過(guò)電化學(xué)作用在工件表面產(chǎn)生析氫撕裂油膜與堿性溶液發(fā)生皂化反應(yīng)。為了減少滲氫可能造成的氫脆，電凈時(shí)間要盡可能的短，以工件表面 浸潤(rùn)良好，形不成水珠，溶液分布均勻無(wú)花斑為標(biāo)志。電凈結(jié)束后，用清潔水沖洗工件表面 ，清除殘留電凈液。
(2)活化
活化的目的是通過(guò)陽(yáng)極刻蝕的電化學(xué)作用，徹底去除工件表面的金屬氧化物、疲勞層及其它雜質(zhì)，保證鍍層與工件表面可靠地結(jié)合。根據(jù)鑄鐵的顯微組織特點(diǎn)，可采用以下工藝：
①先用2#活化液活化：工件接陽(yáng)極，工作電壓8～12V，鍍筆相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6～12m/min，活化時(shí)間30～60s，活化結(jié)束后用清潔水沖洗工件表面。
2#活化液是由鹽酸組成的強(qiáng)酸溶液，對(duì)鑄鐵中的不同顯微組織都有一定的腐蝕作用，具有較強(qiáng)的去除金屬表面氧化膜和除銹能力。但是由于2#活化液對(duì)鑄鐵中的石墨組織腐蝕作用較小，所以用2#活化液活化后的鑄鐵表面，覆蓋一層黑灰色石墨組織，影響鍍層與基體金屬的結(jié)合強(qiáng)度。為了去除覆蓋在金屬表面的石墨組織，在用2#活化液活化后，再用3#活化液進(jìn)行活化處理。
2#活化液主要成份：HCl(濃度36～38%)，25g/L；NaCl，140.1g/L。
②3#活化液活化：工件接陽(yáng)極，工作電壓15～20V，鍍筆相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6～12m/min，活化時(shí)間30～90s，活化結(jié)束后，用清潔水沖洗工件表面。
3#活化液是一種較為特殊的弱酸性溶液，一般不單獨(dú)使用，在對(duì)鑄鐵材料進(jìn)行活化時(shí)，主要用來(lái)去除經(jīng)2#活化液活化后殘留在金屬表面的石墨碳。活化時(shí)要注意采用較高的工作電 壓和適當(dāng)延長(zhǎng)活化時(shí)間，直到工件表面呈現(xiàn)光亮的銀白色。
3#活化液主要成份：檸檬酸三納141.2g/L；檸檬酸94.2g/L；氯化鎳3g/L。
(3)鍍底層
鍍底層是為了增強(qiáng)工作層與基體金屬間的結(jié)合強(qiáng)度，對(duì)導(dǎo)軌修復(fù)后的使用可靠性影響很大，資料顯示對(duì)于象鑄鐵這類組織疏松的材料不宜用酸性鍍液起鍍，采用中性或堿性鍍液起鍍可獲得更好的結(jié)合強(qiáng)度。因此選擇合適的打底鍍層對(duì)保證鑄鐵導(dǎo)軌的修復(fù)質(zhì)量尤為重要。通常認(rèn)為特殊鎳結(jié)晶細(xì)密，與基體金屬結(jié)合良好，是難鍍金屬常用的首選打底鍍層。亦適用于鑄鐵材料。但修理實(shí)踐證明其效果并不理想，這可能與其酸性較強(qiáng)(PH值小于2)有關(guān)，而采用 快速鎳(中性鍍液PH值約為7.5)或堿銅效果更好。
鍍快速鎳底層：工件接負(fù)極，先不通電擦試3～5s，然后再接通電源，這樣做有利于提高鍍層與基體金屬的接合強(qiáng)度。接通電源后再緩慢調(diào)整工作電壓至12V，以后進(jìn)入正常鍍。
(4)鍍工作層
快速鎳具有較高的硬度(HRC50以上)和良好的耐磨性，可做為機(jī)床導(dǎo)軌工作層。施鍍時(shí)工件 接負(fù)極，根據(jù)不同的修復(fù)目的適當(dāng)調(diào)整刷鍍工藝參數(shù)。
①刷鍍平面：工作電壓8～12V，鍍筆相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度9～15m/min。
②修復(fù)拉傷溝痕凹坑等：工作電壓10～14V略高于刷鍍平面時(shí)的工作電壓，鍍筆相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6～10m/min。
如果一次修復(fù)厚度過(guò)大，超過(guò)了快速鎳單一鍍層安全厚度(約0.4mm左右)，或在施鍍過(guò)程中出現(xiàn)晶粒增大、表面粗糙、沉積速度減慢等現(xiàn)象時(shí)，可考慮采用鍍復(fù)合鍍層的方法，用堿銅做夾心層，厚度不超過(guò)0.05mm，施鍍前對(duì)已鍍快速鎳表面重新進(jìn)行活化處理。需要指出的是在進(jìn)行夾心鍍時(shí)各鍍層都必須按各自的活化方法進(jìn)行處理，不但麻煩，而且一旦處理不當(dāng)容易造成各層間結(jié)合強(qiáng)度降低，影響整體鍍層質(zhì)量。所以除非必要應(yīng)避免使用。
上述施鍍過(guò)程中，工件表面活化以后極易氧化，所以各工序間的間隔時(shí)間應(yīng)盡可能短，間隔期間工件表面要保持濕潤(rùn)，以減少氧化膜的生成數(shù)量。
(5)鍍后處理
根據(jù)鑄鐵易腐蝕易生銹的特點(diǎn)，必須做好鍍后清洗和防銹處理。
①用清潔水反復(fù)沖洗，清除殘留電解液。
②用壓縮空氣吹干或用抹布抹了之后充分晾干。
③導(dǎo)軌表面均勻涂覆一層潤(rùn)滑油防銹。
總之，用刷鍍工藝修復(fù)鑄鐵機(jī)床導(dǎo)軌，做好工件表面予處理和正確選擇打底鍍層是保證修理 質(zhì)量的兩個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。
來(lái)源：《機(jī)床與液壓》
收稿時(shí)間：1998-12-11