[发明专利]一种轴承座内孔磨损再制造喷涂修复方法

说明书

本发明公开了一种轴承座内孔磨损再制造喷涂修复方法，属于轴承座的修复技术领域。本发明通过步骤轴承座内孔表面预处理→喷涂前的预热→喷涂材料准备→超音速喷涂→涂层加工，喷涂材料选择了用NiCr或NiAl材料打底，能够消除耐磨工作层与轴承座内孔基层之间材料热膨胀系数不匹配的问题，以减小由工作层和轴承座内孔基层膨胀系数不匹配而引起的热应力，改善工作层与轴承座内孔基层间的力学匹配和物理相容性；工作层为WC‑12Co复合涂层或NiCr‑Cr₃C₂复合涂层。本发明通过优化修复步骤、多元合金涂层成分及分布，具有良好的耐冲蚀磨损性能，解决了轴承座磨损机械修复成本高、喷涂涂层收缩率大的问题。

技术领域

本发明涉及轴承座的修复技术领域，尤其涉及一种轴承座内孔磨损再制造喷涂修复方法。

背景技术

磨损是金属零件失效的三种主要原因(磨损、腐蚀和疲劳)之一。它所造成的经济损失是十分巨大的，如美国1981年公布的数字，每年由于磨损而造成的损失高达1000亿美元。其中材料消耗约为200亿美元，相当于材料年产量的7％。由于材料耐磨性较差，我国大量基础零件的损失寿命普遍大幅度低于国外先进产品的水平，因此直接及间接的经济损失也是十分惊人的。仅就冶金矿山、农机、煤炭、电力、和建材五个工业部门不完全的统计，每年仅由于磨料磨损而需要补充的备件就达100万吨钢材，相当于15～20亿人民币。又如机械工业每年所用的钢材，约有一半是消耗在备件的生产上，而备件中的大部分是由于磨损寿命不高而失效的，如约40％的农机具备件是由于磨料磨损消耗的，约30％的锅炉钢管是由于腐蚀磨损失效的。轴承座内孔因高速作业，在循环热应力作用下，易发生因热疲劳而引起的热龟裂、表层剥落以及叶轮轴断裂、表面磨损等。

大中型轴承座，在使用一段时间后，其内径就会产生不同程度的磨损，这就要求及时进行修复，以保障其使用性能，延长使用寿命。传统的修复方法就是采用堆焊后进行机械加工来进行修复，但堆焊会产生很高的温度，轴承座因受热不均而产生变形，焊接体与本体也容易产生裂纹，影响修复效果。公司采用超音速喷涂工艺对轴承座的内径进行修复，该方法在喷涂过程中基体材料温升小，具有不变形、不产生内应力的特点，修复厚度不受限制，并且所使用的喷涂材料具有耐磨损、耐腐蚀，附着力强等优点。

喷涂材料的选择：喷涂材料在选择时，要考虑工件的工况、喷涂方法及修复成本，还应考虑涂层厚度，涂层越厚，其内应力就越大，因此涂层产生开裂与脱落的倾向就越大。且不同喷涂材料的涂层收缩率是不一样的，表1列出了部分喷涂材料涂层的收缩率。

表1 部分喷涂材料涂层的收缩率

由上可见，以上喷涂材料收缩率均超出了0.2，应用于轴承座内孔喷涂时，由于内应力变化较大，均不太适宜。

除磨损失效外，具有涂层结构的轴承内孔还面临因涂层与基体结合不良而引起的剥落等失效形式。当涂层与基体存在气泡、夹渣、分层，常会在正常磨损失效之前，引发表面裂纹或表面剥落等失效。由于轴承座内孔在自身残余拉应力以及循环热应力影响下，涂层结合强度以及涂层表面成分均匀性不足引起轴承座内孔涂层材料抗热冲击性能欠佳。有时，在实际制造轴承过程中，涂层材料与基体结合不良时往往出现微裂纹，微裂纹在循环热应力条件下发生蔓延扩展，以致发生剥落，甚至轴承座断裂。因此，涂层材料选择以及制备工艺是非常重要的影响因素。