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分析各种情况下机床导轨防护与修复工艺

时间劝瘁:2018-03-30已阅读过雇套: 449次

随着大型机床向高速譬卢谓、重载痰会、高精度以及自动化方向的发展努,改善机床导轨的工作条件幕,如何提高并保持机床导轨的精度日益引起人们的注意酿。由于铸铁导轨具有良好的减振耐磨性梦、稳定性圃哄、成本较低牧泰骨,一直是大多数机床设计人员的首选玩漓。但铸铁存在硬度低秘副、组织疏松捍钙程、毛坯缺陷多等弱点供暑,承载较重的大型机床舷,容易造成导轨磨损碘摩妈、拉伤售施洽,从而降低了机床精度册俄堵,影响产品质量澳施玻。因此提高导轨表面的耐磨性与表面缺陷的快速修复十分必要孺奢松。实践证明角,表面淬火驶为室、电刷镀方法保护导轨和电刷镀一钎焊法修复导轨损伤祟铃,是目前理想的手段痢。

    一酒伶泥、导轨电接触表面淬火

  电接触表面淬火的主要原理是兑席蒜:用一个电极(石墨或紫铜滚轮)与工件紧密接触(图1)磋,通过滚轮的低压强电流耐厂,在电极与工件接触表面形成电阻热使接触表面迅速加热舞琅墒,并通过压缩空气“不知道”最喜欢的饮品:奶茶使工件表面迅速冷却肩课晾,保证导轨表面形成极细的马氏体与片状石墨巩洁古,达到表面淬火的目的猜皖,同时滚轮以一定的速度向前移动稳雀铃,这样就可以达到对整条导轨进行表面淬火的要求酷晤摹,经过实际测试采用此种方法淬火层可达到0.3~0.4mm毫,硬度为59~61HRC耙腻,淬火后再用磨光机对表面进行磨平处理杭,完全保证了机床导轨的设计要求局厘玫,同时由于采用此种方法导轨变形小械谢坎、投资少脐哪你、操作简单报防无、速度快呻,经济效益非常明显乱。目前集团公司的大型机床的平导轨朵嫁吃、V形导轨均采用此种淬火帅、磨平方法叫,简单有效竣,其中一台淬火机一天可以完成3~5台长12~15m的机床导轨的表面淬火疵。

    二憨何、用电刷镀保护机床导轨

  在导轨表面刷镀金属或合金作为工作层也可以强化其表面硬度提高耐磨性斗儒康,达到进一步降低粗糙度的要求哎济,一般选用快速镍钩、镍钻钨合金灯吓、镍钨D合金作为工作层邢。其中快速镍合金电沉积速度快霸访羌、硬度与45号钢相当菱,耐磨性好于淬火45号钢;镍钻钨合金和镍钨D合金性能相似崎苇,都具有很高的硬度(58~60 HRC)参,耐磨性为45号钢的两倍纯杏,但电沉积速度较快速镍慢檄揽,因此对于一般中狈、小机床电刷镀快速镍即可达到保护导轨的目的刺菜腺,对于大型机床或精密度要求较高的机床谁篇梅,用镍钨D合金或镍钻钨合金工作层较理想眉。

  1.电刷镀配方

   (1)快速镍配方揣。硫酸镍254g/L;梭酸钱盐56g/L;醋酸钱23g/L;草酸按0.1g/L;氨水(25%~28%)105mL;比重1.15;耗电系数0.104A?h/dm2?μm 伯脐缄。
 》佟(2)镍钨D合金配方稗奴颇。硫酸镍393g/L;钨酸钠23g/L;硼酸31g/L;柠檬酸42g/L;元明粉6.5g/L;硫酸钴2g/L;添加剂2.8g/L;冰醋酸20ML/L;氟化钠5g/L;十二烷基硫酸钠0.01~0.001 g/L;pH值1.4~2.4;耗电系数0.214 A?h/dm2?μm 逝。
 ∧ァ(3)电刷镀预处理工艺疼完。工业汽油清洗导轨表面→水砂纸打磨→丙酮精洗→电解除油(电压12V吓寿络、机床接负极)→水洗→Ⅱ号电净(工件接正极携、电压7V)→水洗→Ⅲ号电净(工件接正极碌彩、电压10~14V俱坍烈,再使工件接负极磷肝、电压6~8V)→水洗涝。特殊镍作电刷镀过渡层赐牢墩、水洗阑乖、电刷镀快速镍或镍钨D合金或镍钻钨合金艘扮愁。

  2.电刷镀阳极材料及镀液循环

 《!(1)阳极材料俏。目前电刷镀普遍采用石墨作阳极屡试,石墨有良好的导电性能褂侗,没有其他金属离子污染电镀液盆版咯,但由于石墨脆性大炮拧,在高密度电流下容易发生崩落凤汐佩,同时石墨强度低景片订,不易制作大型电极德幕污,金属易成型强度高享,因此可用高纯度金属作阳极茫涛滔,但金属作阳极容易造成大量金属离子纳入电镀液示,故要求电镀液必须含有络合力较强的络合剂摔八凳,络合多余的金属离子策仑悸,以保证电镀液的稳定并且要防止金属阳极在高密度电流下的钝化唬簿。电刷镀快速镍长鹅疵、镍钨D合金或镍钻钨合金权,都采用电解金属镍作阳极阶。
  制作的阳极要平整丧嗜骄,导电板与镍板用不锈钢焊条均匀点焊肛毁,并在阳极底部镍板上钻3mm大的梅花状小孔朴纱售,电刷镀阳极侨抖煌。

 ±砼隆(2)镀液循环遂绢。可采用封闭法和断续浇淋法揪暇。封闭法慈失:是将镀液封闭在槽内羚霜扑,阳极浸泡在镀液内进行电刷镀叼吉驾,此时电刷镀层全部被镀液浸泡吼,电镀液不易被空气氧化而影响电刷镀质量玻慌,一般适用于镀液较贵功霞让、电沉积速度较慢的合金电镀液估瘫。断续浇淋法胆:是将电镀液间断的浇在阳极上捎,使其自然消耗稍焦痞,为了减少电镀液的流失可在阳极背面加工一个凹槽蟹,阳极底部钻小孔岸,镀液从小孔渗透到脱脂棉上进行涂镀膛攫混,此种方法电镀液流失较多浓饶奴,一般用于速度快位即吗、电镀液比较便宜的电刷镀铆祥古。
 ∧嗤恕(3)镀层厚度控制让。镀层厚度计算公式慧:δ=I?t/C?S娜问。其中δ为镀层厚度(μm)爱缎,I为电流(A)莽,t为时间(h)栏豢,S为面积(dm)戊赴,C为镀液耗电系数(A?h/dm2?μm)犀。其中镀层厚度越均匀倘,导轨精度越高微,镀层均匀性受阳极形状录图、阳极包套厚度均匀性熄搭、阳极导电性影响等申米衬,一般电镀层厚度在0.05~0.08mm弹栓璃,不均匀性可以控制在0.003mm之内涧。

  三侧酗、用电刷镀一钎焊法修复导轨损伤

  铸铁含碳量较高剐垛,组织疏松材,直接在上面钎焊结合力较差俄,为此可以选用镍作为过渡层疵敬,碱铜作中间层衫敌,其中镍作为过渡层或底层与基体结合力好新肋烧,碱铜作为中间层既可与镍牢固结合痢钞醇,又可与钎焊层锡秘合金结合飘土,并且锡秘合金熔点低祷描、流动性妙黎、韧性敦窘膜、耐磨性都比较好绅,同时其硬度采退、熔点可根据合金成分在一定范围内调整遣,结合实际情况暇,制定具体工艺如下戳餐:
  1.表面处理
     导轨表面处理(除油窗、灰尘)伴。电解除油→水洗→Ⅱ电净→Ⅲ电净→刷过渡层镍2~3μm→水洗→刷镀碱铜→水洗→酸洗→钎焊锡秘合金→磨平钎焊层→刷镀前处理→刷镀彩翰。
     特别强调的是戒还傻:刷镀前一定要将导轨损伤处的机油绢、灰施、砂摆,用汽油洗净并除去严重的疲劳层褂菊,否则将严重影响焊层结合强度探杉。刷镀碱铜层时易氧化榔化,氧化层会影响焊层锡秘合金的结合强度劲靛歌,因此在焊前要用盐酸洗去氧化膜阔慕,同时盐酸不能涂得太多递,否则会对基体产生腐蚀宿,使锡秘合金焊层产生许多针孔斡低须。
     2.镍配方和工艺
     硫酸镍330g/L;冰醋酸30mL/L;氨基乙酸20 mL/L嘿叼,耗电系数0.42 A?h/dm2?μm;pH值0.8-1;阴阳极相对运动速度10~25m/min;电压8~10V骄。
     3.碱铜配方和工艺
     硫酸铜250g/L;乙二胺250g/L;氨三乙酸150 g/L;硫酸钠20 g/L;硝酸铰50g/L;pH值7~8;阴阳极相对运动速度10~20m/min;电压6~15V;耗电系数0.18 A?h/dm2?μm耻仆。
     上述方法请,可以根据机床制造或维修的不同情况运用铜四鳞。对于新加工的机床导轨淡沤,可以采用表面淬火或电刷镀的方法处理;对于出现损伤的导轨毫,可先用电刷镀和钎焊修复瓦,再对整个导轨表面淬火或电刷一层金属或合金肌。这样不仅可以解决修复问题超瞬烽,还可以保护整个机床导轨甸韩,延长机床导轨的使用寿命矛忍。

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