船用鍍鉻柱塞類零件失效分析和修理工藝

朱達(dá)新

（江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校機(jī)電工程系，江蘇江陰214400）

0 引言

船舶柱塞類零件主要有頂升油缸柱塞和開艙油缸柱塞（圖1），以及應(yīng)用在舵機(jī)的液壓油缸柱塞（圖2）。這些柱塞的材料一般采用調(diào)質(zhì)45鋼，為了提高零件的耐磨性及耐腐蝕性，采用電鍍鉻層，即在零件金屬表面覆蓋一層具有較強(qiáng)的耐磨性及耐腐性的金屬。

圖1 頂升油缸柱塞和開艙油缸柱塞

圖2 液壓油缸柱塞

1 引起失效的原因

在實(shí)際應(yīng)用中因失效導(dǎo)致油缸產(chǎn)生漏油現(xiàn)象需要修復(fù)，一般情況下柱塞類零件的失效主要有機(jī)械方面的磨損和工作環(huán)境造成的腐蝕兩種情況引起的。具體情況表現(xiàn)為：一是雜質(zhì)嵌入到油封與工件表面間，使零件在油缸中作往復(fù)運(yùn)動時(shí)拉傷表面而產(chǎn)生漏油；二是海水腐蝕的作用。海水是含鹽濃度相當(dāng)高的電解質(zhì)溶液，海水的成分主要有氯化物和硫酸鹽，使裸露在外的零件金屬表面的氯化膜遭到破壞，腐蝕先自金屬表面開始，進(jìn)而向金屬內(nèi)部擴(kuò)展，當(dāng)腐蝕到一定程度時(shí)導(dǎo)致油封漏油。漏油后一般需更換油封，嚴(yán)重時(shí)還需對鍍鉻柱塞進(jìn)行修復(fù)。

2 常規(guī)修復(fù)工藝

下面僅就鍍鉻柱塞修理工藝進(jìn)行介紹。經(jīng)過在船上拆卸后，進(jìn)入車間加工，具體過程包括：車削→堆焊→車削→磨削及點(diǎn)焊→鍍鉻→磨削→裝配泵壓→安裝調(diào)試。

2．1 拆卸

將油缸與柱塞拆卸到車間進(jìn)行加工,對其部件進(jìn)行分解,在需要修復(fù)的柱塞琵琶頭部焊接好裝夾用角鐵。

2．2 車削

在車床上一夾一頂，把柱塞腐蝕嚴(yán)重部分車削掉，深度一般在1 mm左右，如不夠則需要再加深，在尺寸范圍內(nèi)可留少許腐蝕斑點(diǎn)。

2．3 堆焊

將車掉部分堆焊起來尺寸要高于原零件表面，對零件其它部位少數(shù)腐蝕點(diǎn)采用點(diǎn)焊解決。

2．4 車削

把焊接部分按稍高于軸徑尺寸車削，然后掉頭需對琵琶頭一側(cè)修正或新打中心孔。

2．5 磨削和點(diǎn)焊

1）磨削。在磨削零件過程中，一般根據(jù)磨削零件的材料選擇砂輪，而在鍍鉻柱塞類零件加工中，常碰到有三種材料：調(diào)質(zhì)45鋼本體；硬鉻層；硬鉻層下的黃銅層。45鋼材料需要用棕鋼玉砂輪，而黃銅材料則需大氣孔的黑色碳化硅砂輪。在磨削時(shí)要根據(jù)材料的不同而采用不同的磨削量。

2）點(diǎn)焊。當(dāng)把鉻層、銅層磨出后，發(fā)現(xiàn)零件表面有比較明顯的缺陷（如大的銹蝕點(diǎn)、拉痕、堆焊接縫等），估計(jì)磨到尺寸或超出尺寸也磨不掉時(shí)，可及時(shí)采用點(diǎn)焊來解決，這時(shí)對電焊的質(zhì)量要求較高。要防止咬口和熔化不足現(xiàn)象，以免影響鍍鉻層的表面質(zhì)量。

點(diǎn)焊完成后可直接進(jìn)行磨削，如達(dá)不到要求還可再次施焊，焊后再磨直至滿足要求為止，一般極限尺寸為1mm左右。焊接時(shí)應(yīng)注意一個(gè)方向的焊接點(diǎn)不能大面積連續(xù)堆焊，只能通過點(diǎn)焊，否則零件會因過熱出現(xiàn)明顯的變形，導(dǎo)致報(bào)廢。

2．6 鍍鉻

根據(jù)柱塞零件的使用要求，采用一般為0.15～0.25 mm硬質(zhì)鍍鉻層，因?yàn)榇朔N鍍層硬度高、耐磨性好，并具有一定的韌性。一般情況下所鍍零件的工作溫度不應(yīng)超過300℃，溫度過高會導(dǎo)致鉻層硬度下降，因此與之相配合零件的表面硬度不宜太高。

2．7 磨削

對鍍鉻好的工件先進(jìn)行粗磨,粗磨時(shí)要及時(shí)調(diào)整磨削用量,特別要注意在磨削余量不多時(shí)要防止產(chǎn)生燒傷變形,留精磨余量0.05～0.08 mm。

2．8 裝配泵壓

安裝時(shí)氣割去除琵琶頭上的裝夾用鐵，打磨零件邊角毛刺，清洗零件后裝配，裝配后無泄漏便符合要求。

3 結(jié)語

將油缸柱塞整體吊裝上船進(jìn)行安裝，全部裝配好后調(diào)試，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到要求后即告完成。

［1］ 劉建中.微裂紋鍍鉻工藝在汽車上的應(yīng)用［J］.汽車工藝與材料，2003（2）：23-24.

［2］ 張春暉.一種利用鍍鉻工藝修復(fù)柱塞的方法［J］.表面工程咨詢，2004（1）：20-30.