表面工程技術在拉莖輥修復中的應用

張亞萍

摘 要：簡要概述表面工程技術特點和應用范圍，并以農機裝備玉米收獲機中拉莖輥磨損修復為例，介紹表面工程技術在農機裝備磨損件維修中的應用;闡述了表面工程技術在磨損零部件修復中的工藝過程和工藝規范，根據表面工程技術特點及經濟效益考慮，選擇適合的技術對磨損后的拉莖輥表面進行修復。

關鍵詞：表面技術;拉莖輥;工藝規范;應用

中圖分類號：TG174.4;S225.51 ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.009

表面工程是一個由多學科交叉、綜合、復合而發展起來的新興學科，它的特點是在不改變基體材質，不削弱基體強度的條件下，通過不同的設備和工藝流程，選擇不同的材料，就能實現在被修復零件表面獲得基體材料所不具備的某些特殊性能，從而滿足零件的工作性能對工件表面材料提出的技術要求。它適合機械零部件磨損表面的修復，改善或提高基體表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。

1 拉莖輥失效原因分析

拉莖輥在長期工作中，與玉米秸稈頻繁接觸產生摩擦，根據拉莖輥工作性能、工作條件和工作環境 ，確定拉莖輥失效形式是摩擦磨損。

2 修復工藝選擇

因為拉莖輥失效形式是摩擦磨損，所以，選擇CO2氣體保護堆焊和激光熔覆兩種表面技術進行修復。

2.1 CO2氣體保護堆焊工藝

2.1.1 ?CO2氣體保護堆焊技術特點

（1）焊縫成形好，焊接成本低，相當于焊條或弧焊的1/3;（2）焊接效率高，多層焊接時效率要比焊條電弧焊提高1～4倍;（3）焊件加熱面積小，同時二氧化碳氣流具有冷卻作用，則對焊接區熱影響和焊接變形較小。

2.1.2 CO2氣體保護堆焊工藝規范

（1）堆焊前準備。清除拉莖輥表面上的污物，裝卡待堆焊的拉莖輥，選擇NU-300 CO2氣體保護焊機，調整好設備，選擇好各項工藝參數，然后將拉莖輥進行預熱，預熱后開始進行堆焊操作。

（2）堆焊工藝參數（見表1）。

（3）堆焊后處理。堆焊后用石棉布將拉莖輥包裹起來，讓拉莖輥緩慢冷卻以減少殘余應力。冷卻后清理拉莖輥表面，然后檢查拉莖輥直線度是否在使用技術要求范圍內，如果超差了，可以進行校直處理;如果在使用允許范圍內，就進行下一道工序——動平衡，動平衡結束后放到待取件區。

2.2 激光熔覆修復工藝

2.2.1 激光熔覆技術特點

（1）激光束的能量密度高， 加熱速度快，對基材的熱影響較小，引起工件的變形小;（2）熔覆層無夾渣、熔池細膩無氣孔，熔覆層組織均勻致密，微觀缺陷少，性能優于其它工藝;（3）可將基材的稀釋作用限制在極低的程度，保持原熔覆材料的優異性能;（4）熔覆涂層與基材之間結合強度高，呈冶金結合;（5）熔覆過程中，不產生煙、霧等有害氣體或物質;（6）熔覆過程具有效率高、無污染、無公害、環保等優點，易于實現自動化。

2.2.2 激光熔覆工藝規范

（1）基體熔覆表面預處理。去除拉莖輥表面的氧化層，再用丙酮清除表面的雜物。裝卡待熔覆拉莖輥，調整激光光路和送粉裝置，編制熔覆程序。

（2）熔覆工藝參數（見表2）。

（3） 熔覆后處理。熔覆后清理拉莖輥表面，對拉莖輥做動平衡，動平衡結束后放到待取件區。

3 兩種工藝對比

從上述兩種表面工程技術對拉莖輥磨損修復來看，這兩種工藝都能使磨損后的拉莖輥表面形狀、尺寸得到恢復，而且能夠滿足拉莖輥的使用要求，兩種修復工藝各有其優缺點。從經濟適用的角度看，單件修復采用CO2氣體保護堆焊修復工藝比較合適，因為該種修復工藝的設備和工藝比較簡單，且成本比較低，應用比較普遍，修復后的表面性能也能滿足拉莖輥的使用要求，硬度可達到HRC45～HRC50左右。激光熔覆技術是近幾年才發展起來的一種新興高科技再制造修復工藝，熔覆后具有滿足工件使用要求的機械性能， 與基體材料有較好的結合強度和理想的金相組織，硬度比較高，可達到HRC50～HRC55左右，耐磨性能好。但是，設備和工藝比較復雜，在農機裝備維修中應用的也比較少，若是有條件或者多件批量修復時選擇激光熔覆技術比較理想。

4 結論

通過兩種表面修復技術工藝的特點以及拉莖輥磨損修復工藝規范對比，可以看出：拉莖輥單件修復采用CO2氣體保護堆焊技術比較合適;多件或批量修復時選擇激光熔覆技術比較理想。

目前，各種提高零件表面性能的新技術、新工藝得到不斷研究和應用，使得許多表面工程技術，不僅成為再制造領域中的關鍵技術，也在農機裝備的零部件維修方面進行了應用，為農機裝備中磨損零件維修提供可靠的技術保障和技術支撐。