蔺浩杰
陕西省宝鸡市宝钛集团锻造厂 陕西省宝鸡市 721000
【摘要】：电弧喷涂是一种常见的工业生产修复技术，本文针对水压机副缸柱塞磨损泄露问题进行研究，对比分析其生产中常见问题，并介绍了电弧喷涂方法修复3500吨水压机副缸柱塞工件的工艺技术以及一些注意事项，希望能够为提升修复质量，优化生产提供参考借鉴。
【关键词】： 电弧喷涂技术；3500吨水压机；副缸柱塞；修复
本次研究选用我厂挤压分厂的3500t水压机设备，经过长期的工作运行，将其工作压力从3500t降低到3285t，整个设备在生产中存在泄漏等问题，其主要原因是柱塞和缸体内存在存在磨损，会直接影响设备的正常运行。现分析3500t水压机副缸的运行情况，采用电弧喷涂技术对其修复。
1.分析3500t的水压机副缸柱塞磨损问题
我厂水压机副缸的基本结构如下图1所示，其副缸柱塞的材质为15°，且表面多为镀铬层，重量为720Kg，机械性能要求为表面耐磨，硬度为HRC40。在运行中整个装置的副缸柱塞出现了一定的磨损问题，其中型号为①φ250*1654mm；②φ170mm*2020mm表面出现了严重的磨损，且原来的镀铬层已经脱落，磨损量＞2mm。
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（图1 3500吨水压机副缸柱塞示意图）
2.分析副缸柱塞问题产生的原因
针对表面磨损的工件研究可知，表面磨损的工件可以采用埋弧自动焊、电镀焊以及热喷涂等多种修复方法，传统的修复方式是采用埋弧自动焊方式，这种处理方式会因为工件的型号“细而长”、堆焊等等问题加重工件问题，进而导致其受到高温变形[1]。此外，电镀焊的处理方式也多会受到外界因素影响，如因为工件的面积小，呈现的磨损问题不严重因此修复的难度不高，若镀铬层的厚度大 于0.5mm，整个质量也不稳定，其在操作方面也会出现很大的难度。采用电弧喷涂技术修复时候不需要对工件进行加热，且整个机械工件也不会过热，喷涂时候操作人员可将温度控制在100摄氏度内，以此来减少工件的受热影响，一般可以将涂抹厚度控制在2mm/边，喷涂材料的选择也比较灵活，以此来满足工件的耐磨性以及耐蚀性的处理要求[2]。可见，3500吨水压机副缸柱塞的修复的难度较大，也建议采用电弧喷涂修复处理方式。
3.电弧喷涂工艺的处理和应用
3.1简述电弧喷涂工艺技术的原理和工作方式
电弧喷涂工艺技术是通过电弧熔化丝材，进而在工件表面形成一个 良好的金属涂层。工作时候，操作人员连接电源两极的金属丝，将其连续送到电弧喷涂枪中，让其尾部连接产生电弧，高温下，电弧让丝材发生熔化。进而被压缩空气流吹出形成溶液，最终和基体结合，形成良好的金属涂层。
电弧喷涂设备工作时候，整个车床带动旋转，并以均匀的喷涂线速度运行，此时将电弧喷涂枪固定在喷涂小车上，让其在导轨上行走，以均匀的速度轴线转动并压缩空气，可采用空气压力为0.6MPa的动力风进行处理。
3.2电弧喷涂技术修复3500吨水压机副缸柱塞的处理工艺
修复修复3500吨水压机副缸柱塞，涉及了清洗除油、粗化处理、二次清洗以及电弧喷涂底层、工作层、机械后加工等流程，现将其分析如下：
（1）清洗除油
本装置采用C620车床带动喷涂线喷漆，处理人员将电弧喷涂枪固定在小车上并让其自动往复行走，进而实现均匀的轴位移动。可采用工厂动力风作为压缩空气，建议将空气动力控制在0.6MPa。做好上述准备后，工作人员相对工件进行除油清理，一一擦拭修复部件和周围的油污，保证基体露出金属，可采用棉布、砂纸、丙酮缓慢擦拭工件，清理其周围的铁锈和油污[3]。
（2）粗化处理
清理好工件后，可先车去其表面镀铬单边的杂质，可在此基础上车制螺纹，粗化修复表面，可采用60°的螺纹刀，控制螺距、螺纹深，尽量将螺距控制在1mm内，螺纹深度控制在0.5mm内，尽量保证整个修复面形成一个螺纹粗化的表面。
（3）二次清洗
粗化处理后，处理人员要考虑进行二次清洗，以及时清理螺纹中 残留的一些杂物，以免在后期出现杂质堵塞的问题[4]。
（4）电弧喷涂
电弧喷涂底层的操作方式简单，选用材料多有直径为3mm的丝材、铝青铜；为了保证电弧喷涂铝青铜的结合性，建议将喷涂底层厚度控制在0.3-0.5mm。喷涂完底层后，相应的处理人员就需考虑喷涂工作层，多建议采用直径为三厘米为3mm的丝材、铝青铜，将温度控制在100摄氏度以下，若温度过高，喷涂层效果受损，就需要暂停喷涂，以保证整个丝材料喷涂层具备相应的硬度、耐腐蚀、耐磨性。建议控制喷涂工作尺寸略大于工件标准尺寸，可考虑增加2mm的增加值。
通常工业喷涂的电压设置在28-30V；喷涂电流为270-280A；也建议将压缩空气控制为1MPa，底层控制在0.45MPa；工件旋转的速度为1转每秒[5]。
（5）喷涂后加工以及相关注意事项
为了保证喷涂层的质量，在喷涂后，建议对喷涂层进行粗车控制，可留下0.5mm的磨损余量，磨削其表面光洁度。此外，很多工件的表面可能有倒角，（一般在45°），其会直接影响涂层结合性。对此建议在机械加工后用角向砂轮打磨倒角，减少其粘粘问题，且将土层边缘修磨平整，保证其圆滑性；为了保证喷涂均匀，建议处理人员多在其表面喷涂，预防其发生起鼓现象。
（6）修复评价
3500吨水压机副缸柱塞修复完整后应当保证表面光滑，结构紧密，且涂层和基体之间有良好的结合质量。修复后的柱塞其硬度要满足图纸要求，且涂层在1-2年内不应当有脱落、裂纹，以满足生产需要。
4.结语
综上所述，电弧喷涂可修复3500吨水压机副缸柱塞磨损、老化、开裂等不良问题，相关技术人员可选用科学的喷涂材料、生产工艺来保证修复质量，进而为优化生产，提升工厂工业化建设奠定基础。
【参考文献】
[1]陈轶飞.内燃机车缸套的电弧喷涂修复技术[J].内燃机车,2013,(8):131-133. DOI:10.3969/j.issn.1003-1820.2013.08.010.
[2]罗虹,陈炎光.电弧喷涂技术在水轮机转轮空蚀修复中的应用[J].红水河,2001,20(3):69-71. DOI:10.3969/j.issn.1001-408X.2001.03.020.
[3]崔江,陈泽刚.电弧热喷涂技术在活塞杆修复上的应用[J].新疆有色金属,2005,28(1):124-125.
[4]李成贵,郑郧,邱恩超.双丝电弧喷涂技术在缸孔修复中的应用[J].表面工程与再制造,2017,17(3):32-34. DOI:10.3969/j.issn.1672-3732.2017.03.011.
[5]郭立峰,李素芳.高速电弧喷涂技术在电站重磨蚀部件延寿修复中的应用[J].特种设备安全技术,2005,(2):25-27.