鑫騰輝精雕機教你如何降低機械磨損
在不少人心目中,認為機械零部件的硬度愈高,就愈耐磨;認為要提高耐磨性能,就必須提高硬度;認為要提高硬度只有,一,整體更換,采用硬度更高的機械材料,二,進行零部件物理性能處理,提高其表面硬度。硬度幾乎成為耐磨性能的標志。這樣的看法其實是不全面的。眾所周知的,巴氏耐磨合金就是一個明顯的例外。但是由于巴氏在不少人心目中,認為機械零部件的硬度愈高,就愈耐磨;認為要提高耐磨性能,就必須提高硬度;認為要提高硬度只有,一,整體更換,采用硬度更高的機械材料,二,進行零部件物理性能處理,提高其表面硬度。硬度幾乎成為耐磨性能的標志。這樣的看法其實是不全面的。眾所周知的,巴氏耐磨合金就是一個明顯的例外。但是由于巴氏合金的工藝操作比較復雜,質量控制相對困難,而且耐磨性能也不夠突出,因此采用范圍不廣?,F(xiàn)代高分子復合材料及其成型工藝的出現(xiàn),開始在扭轉形勢。
高分子復合材料之所以能驚人地提高機械耐磨性,主要原因有四:
1,高分子復合材料整體的硬度不高,但在軟基體中,配置有剛玉粉,氮化硼,金剛砂等硬質點,其硬度高出銅,鐵,鋼,鈦合金等若干倍。因此具備很高的耐磨性。
2,高分子復合材料工作面在滑動中,形成轉移膜,將其摩擦對方表面的微觀粗糙度,填平補齊,同時進行拋光,因而起到了雙重保護作用,使對方另部件極少磨損。導致摩擦副雙方使用壽命同時提高。
3,高分子復合材料中配置有固體潤滑劑,可以在不需要大量給油的情況下,成倍地降低摩擦系數(shù),摩擦阻力。從而減少磨損。同時在短期缺油的情況下,克服拉傷,腐蝕,生銹。
4,采用高分子復合材料修理機械時,可在零部件加工后,或組裝狀態(tài)下,直接以另部件為模型,涂層成型,獲得一般靠精加工成型,難以達到的配合精度和組裝精度,如軸套之間的同心度,接觸面的密合度等可以接近100%等。事實上,提高精密度已是大多數(shù)現(xiàn)代機械降低機械磨損的關鍵和方向。
可見,采用以柔克剛,剛柔并濟,并能保護對磨件的復合材料和工藝,較之采用以硬碰硬,以犧牲對磨件為條件的高硬度傳統(tǒng)金屬和硬化處理工藝,要優(yōu)越得多。而且這一成果是在大幅度簡化工藝,提高效率降低成本的條件下取得的。
例如:,鐵路系統(tǒng)發(fā)展的DP型涂料與其他修理材料,在M2000型試驗機上測定的性能對比數(shù)據(jù)如下:
測定條件:1,軸壓500N,2,轉速400rpm,3,滴油潤滑。
試塊材料試驗時間分腫摩擦系數(shù)磨痕寬度mm溫度0C磨損率mm3/KM狀態(tài)
DP涂料14400.0083.3400.005良好
青銅30.27.5120不正常
鑄鐵50.09110開始啃傷
貨車用耐磨合金250.0085350.036良好
可見四種材料在測定的摩擦磨損性能上,耐磨合金,DP涂料要好的多。巴氏耐磨合金和DP涂料的減磨性能相似,而在耐磨性能上,后者較前者要高7倍。在實際應用中,如橡膠廠的煉膠機的軋輥軸承,材質原設計為青銅。用多個穩(wěn)釘固定在軸箱體上,以免在輥碾力下松動。工作軸壓44噸,軸頸為¢250×200mm.。在采用復合涂層技術修理時,不用銅瓦,直接在軸箱體上涂層,也無需穩(wěn)釘。經(jīng)過四個月,雙班運行后檢查,幾乎量不出磨損來。
DP型涂料不僅本身耐磨,還能保護其對磨件,極少磨損,并避免拉傷。例如,離心式給水泵平衡輪的材料是昂貴的特殊鑄銅與鑄鐵體形成摩擦副,每分鐘轉數(shù)上千。由于在高速起動下承受很大的沖擊力,一般壽命只半年,有的幾天就啃傷,平衡輪報廢,。采用精密化技術不僅可以把啃傷的平衡輪修復使用,壽命還較新輪提高三倍。又如,同一臺鐵路機車,幾個軸箱的滑動面分別與鑄鐵和涂層的游動鈑形成摩擦副,運行時由于缺油。前者嚴重拉傷,而后者則全部光滑如初。
復合材料涂層工藝是以粘結技術為基礎,大量精簡傳統(tǒng)修理工序,只要用刮刀將糊狀的復合材料抹到清洗過的工件缺陷部位,將其填平補齊,然后放入涂有脫模劑的專用工裝中[簡單平面修復,可僅用一塊平板。單件修理時,可以直接用與之配對的工件為工裝]調整,抹凈擠出來的余料,在一定溫度下,經(jīng)過一定時間,表面涂層固化與基體結合成型,即可投入使用。也就是說,精密化工藝不焊,不用機床加工,不用鉗工鑲配,以一步到位的修理模式,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的,以焊接為基礎的,三階段修理模式[先補焊,調直,熱處理,然后送平臺畫線,再一個面,一個面地機械加工成形,后還要靠鉗工刮研鑲配來滿足組裝精度要求]。工藝簡化,效率提高,在巴氏合金技術的基礎上又跨進了一大步。
無論是在技術上,安全上,效率上,經(jīng)濟效益上,以柔克剛,剛柔并濟的高分子耐磨減磨材料和工藝,都具備了大量推廣的價值和可行性。同時完全符合十一五發(fā)展方向。高分子復合材料涂層技術曾獲得鐵道部鑒定,批準在蒸汽機車上推廣使用?,F(xiàn)在正醞釀在提速貨車上推廣。事實上,宇航,煤礦,船舶,機床,水利等工業(yè)中,也在不同的產(chǎn)品上,以不同的名稱,配方,工藝開發(fā)推廣著。既有共性的理論基礎,也有個性的實踐經(jīng)驗,可供廣大機械工業(yè),開展技術創(chuàng)新的借鑒。