鑄鐵機床導軌的刷鍍修復工藝
2012-03-16作者：王占合
1 引言機床導軌出現嚴重磨損以及深度拉傷劃痕等缺陷，均需進行恢復性修理，常規采用的機加工方法，通過刨削、磨削等去除導軌表面的不平金屬，質量穩定可靠，但對所需設備要求較高，加工過程費時費力，修理成本高。除此之外，每次加工都使導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。人工刮削也是修復機床導軌不平的一種方法，雖不需要專用設備，但對工人操作技術要求較高，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，應用刷鍍技術修復機床導軌取得滿意效果，與其它修理方法相比，刷鍍具有質量可靠、成本低，經濟效益顯著、修理速度快、修復周期短、操作簡單等優點，是一種值得推廣的機床導軌修復新方法。
2 鑄鐵機床導軌的刷鍍工藝及要點
刷鍍修復鑄鐵機床導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，工件接負級，工作電壓10～20V，鍍筆相對運動速度10～20m/min，電凈時間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：由于鑄鐵顯微組織結構疏松，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合強度低的重要原 因。嚴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，主要通過電化學作用在工件表面產生析氫撕裂油膜與堿性溶液發生皂化反應。為了減少滲氫可能造成的氫脆，電凈時間要盡可能的短，以工件表面 浸潤良好，形不成水珠，溶液分布均勻無花斑為標志。電凈結束后，用清潔水沖洗工件表面 ，清除殘留電凈液。
(2)活化
活化的目的是通過陽極刻蝕的電化學作用，徹底去除工件表面的金屬氧化物、疲勞層及其它雜質，保證鍍層與工件表面可靠地結合。根據鑄鐵的顯微組織特點，可采用以下工藝：
①先用2#活化液活化：工件接陽極，工作電壓8～12V，鍍筆相對運動速度6～12m/min，活化時間30～60s，活化結束后用清潔水沖洗工件表面。
2#活化液是由鹽酸組成的強酸溶液，對鑄鐵中的不同顯微組織都有一定的腐蝕作用，具有較強的去除金屬表面氧化膜和除銹能力。但是由于2#活化液對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合強度。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：工件接陽極，工作電壓15～20V，鍍筆相對運動速度6～12m/min，活化時間30～90s，活化結束后，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，一般不單獨使用，在對鑄鐵材料進行活化時，主要用來去除經2#活化液活化后殘留在金屬表面的石墨碳。活化時要注意采用較高的工作電 壓和適當延長活化時間，直到工件表面呈現光亮的銀白色。
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
鍍底層是為了增強工作層與基體金屬間的結合強度，對導軌修復后的使用可靠性影響很大，資料顯示對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合強度。因此選擇合適的打底鍍層對保證鑄鐵導軌的修復質量尤為重要。通常認為特殊鎳結晶細密，與基體金屬結合良好，是難鍍金屬常用的首選打底鍍層。亦適用于鑄鐵材料。但修理實踐證明其效果并不理想，這可能與其酸性較強(PH值小于2)有關，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度。接通電源后再緩慢調整工作電壓至12V，以后進入正常鍍。
(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，可做為機床導軌工作層。施鍍時工件 接負極，根據不同的修復目的適當調整刷鍍工藝參數。
①刷鍍平面：工作電壓8～12V，鍍筆相對運動速度9～15m/min。
②修復拉傷溝痕凹坑等：工作電壓10～14V略高于刷鍍平面時的工作電壓，鍍筆相對運動速度6～10m/min。
如果一次修復厚度過大，超過了快速鎳單一鍍層安全厚度(約0.4mm左右)，或在施鍍過程中出現晶粒增大、表面粗糙、沉積速度減慢等現象時，可考慮采用鍍復合鍍層的方法，用堿銅做夾心層，厚度不超過0.05mm，施鍍前對已鍍快速鎳表面重新進行活化處理。需要指出的是在進行夾心鍍時各鍍層都必須按各自的活化方法進行處理，不但麻煩，而且一旦處理不當容易造成各層間結合強度降低，影響整體鍍層質量。所以除非必要應避免使用。
上述施鍍過程中，工件表面活化以后極易氧化，所以各工序間的間隔時間應盡可能短，間隔期間工件表面要保持濕潤，以減少氧化膜的生成數量。
(5)鍍后處理
根據鑄鐵易腐蝕易生銹的特點，必須做好鍍后清洗和防銹處理。
①用清潔水反復沖洗，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導軌表面均勻涂覆一層潤滑油防銹。
總之，用刷鍍工藝修復鑄鐵機床導軌，做好工件表面予處理和正確選擇打底鍍層是保證修理 質量的兩個關鍵性環節。
來源：《機床與液壓》
收稿時間：1998-12-11