摘要:在工程机械制造中,对于特殊的加工技术而言,其具有着其它工程加工技术所难以比拟的技术特点,并且其在现代化的工程加工手段中所具有的战略作用越来越重要。对于工程的再制造来讲,由于这些工程器械在经过维修与焊接等处理之后其硬度有了一个显著的提升,进而使其不再适合使用我国传统的加工方法,为解决这一问题,特提出新型的电解加工处理工艺,并为工程器械未来的再制造提供全新的发展方向。文章就针对经过堆焊维修处理的42CrMo双排式链轮轴进行再制造的过程进行分析,与此同时,还研究了电流密度在不同的制造参数下所受到的影响,并通过精心挑选的电解工艺参数来对42CrMo双排式链轮轴执行电解的加工处理,确保其最终能够得到最优的工程工艺数据参数,使其达到工程工件最佳的设计需求。
关键词:工程机械;再制造;电解加工;工艺研究
最近几年,中国的电解加工工艺得到了飞速发展,尤其是在我国航天、工程机械、军事工业以及汽车等一众领域都得到了较为广泛的应用。许多专家学者已经开始对这一领域进行系统以及科学化的研究,国外部分学者已经着手研究电流的信号和电解加工时期间隙值的关系。与此同时,还对电解的电压、实验电解液的浓度以及脉冲所需的通电时间等可能会对电解加工参数与加工质量产生影响的因素进行了详细的探究,确保可以得到最合适的参数。本篇文章主要就经过堆焊处理与修复的42MrMo双排式链轮轴的再生产过程,采取改变机械加工的间隙、控制电解液的压力以及混合气体的压力等,对电流密度在不同电解参数下受的影响进行了研究,使得机械零部件最终能够满足设计的要求。
1工程机械再制造在我国的现状
中国作为迄今为止世界上最大的工程与机械制造生产国,截止至2018年的年末,本国对于工程机械中主要产品的保有数量已经达到550台左右,并且我国的工程机械领域对于产品的废弃数目即将达到130万。对于这些退役的工程机械产品而言,其绝大多数是由于自身存在有极为重大的缺陷,倘若将这些废弃工程机械零件进行报废的处理,不仅会在经济方面造成严重的浪费和损失,而且其直接的排放还会对我国的生态环境造成严重的危害。所以,在这个严峻的形势之下,以表面先进的工程技术作为基础的绿色再加工技术,例如说:工程堆焊、机械电刷镀、机械的电弧喷涂以及激光的熔覆等技术,在逐渐得到大范围的应用。一旦机械工程中零部件的表面得到一定的表面强化亦或是得到局部的修复之后,该工程机械材料的表面强度以及硬度等性能将会得到极大地提升,从而使得原本传统机械难以进行加工处理,亦或是能够进行加工处理但是其加工的效率极为低下等。比如说,当应用新的等离子喷涂工艺进行喷涂处理,能够使机械的涂层硬度达到难以想象的1500HV硬度,要明白现阶段,最优质的高速型钢刀具硬度无非就是位于800~1000HV的硬度范围,从这两者的比较中不难看出传统的工程机械方式难以对这类高强度以及高硬度的材料进行加工。所以,一定要找到最佳的工程机械加工处理技术来彻底的解决这一难题。
2对于工程机械再制造的实验
2.1机械实验的材料
对于工程机械而言,其在实验时所采用最基础的材料为双排式链轮轴,其在经过了淬火以及回火等热工艺处理之后,最终得到一个具有着全面且综合特质的索氏体回火组织,其主要的化学成分如下表1所示。
2.2在实际实验中所用到的设备
由于再制造中的电解加工工艺要求,在实验室的机床由C6132-750型号的车床进行改装而形成的。其在使用时有着保护与防止短路的功效,通过对电流进行不同数值的设定,来起到一定的保护作用,进而可以在最大程度上降低阴极损烧的风险。对于机床自身的控制系统而言,其能够主动的对电源电压、电流的保护、电解的时间等一系列参数进行控制,除此之外其还能够被用以检测工件在阴极端是否发生了短路故障等功能。
2.3试验过程中的执行方案
在进行实际的实验之前要对材料进行清洁处理,将其表层的铁锈以及油污等污渍处理干净,同时将其预热至250℃左右,将其保温约2小时。对于焊接条同样也要提前预热到250℃,并做2小时保温处理,然后开始采用新型的焊机来进行电弧的手工堆焊。在经过堆焊的处理之后要开始进行最关键的电解加工处理实验,,这需要通过改变其在加工时器件的间隙、液体的压力、不同气体混合后的压力等,还研究了在不同的工艺参数可能会对其电流的密度造成的影响,同时通过对电解工艺参数进行挑选,确保对42CrMo双排式的链轮轴的电解加工处理采用最佳的工艺参数。在电解加工之前一定要注意保护零件的非加工面,可以在该表面涂抹一层环氧的树脂来达到这个目的。
3影响电解加工工艺的因素
3.1工艺的参数对于电解时电流密度的影响
(1)电流的密度受加工间隙的影响。对于电解加工而言,电流的密度对于其具有着不可忽视的重要地位,因此,这篇文章优先对工艺的参数产生的影响进行了考虑。对于加工的电压进行不断变换,从而得到气体混合后,其前后间隙的变化可能会对电流的密度造成的影响,在经过一系列试验后,得到结果如下:当其具有相同电压时,由于加工间隙不断变小,导致电流的密度在不断加大。当加工间隙处于0.2~1.0mm时,虽然加工距离仍旧在缩小,但是电流密度提升的效果却并不显著。然而当加工间隙处于0~0.2mm时,影响曲线斜率发生了显著的变化。与此同时,由于电压不断的升高,导致各个曲线斜率均呈现出不断增加的趋势,这就表明了随着电压增高,减小加工缝隙会对电流的密度产生显著的影响;而当加工间隙一定时,拥有更高的电压也就意味着电流密度的值也会更高。所以,我们能够凭借减小加工时的间隙与改变电压等手段来提升电流的密度。但是由于过小的间隙可能会影响加工时电解液的供给,从而提高了对于电解液的阻碍作用,最终导致密度的增加幅度会大幅减小,因此,在实际的再制造过程中,我们往往采用相对高的电压。(2)电流的密度受电解液压力的影响。经过长期的经验所得,电解液在供液时的压力对于电流密度的影响十分有限,随着压力增加,电流的密度仅出现极为微小的变化。所以,电流密度的加工要求十分严格时,可以采用更加大的电解液的压力,确保能够减少浓差极化所带来的影响,进而对加工精度以及质量进行提高。(3)电流的密度受气体混合压力的影响。相比于电解液供液压力,气体混合的压力对于电流密度有着显著影响,但是在实际加工中可能会因为极高的气压导致在电解液流入时会受到阻碍,最终使得工程被迫中断,因此在加工时一定要注意对混气压力的控制。加工间隙缩减的规律同样适用于混气压力,所以,对于加工间隙而言,适当减小其间隙可以有效地提升电解的效率。
3.2工件转速对于电解加工处理的影响
在实际的操作中,不同转速的工件在经过处理之后,出现极为显著的差异。在低转速时,其表面往往出现颜色有发暗与发黄的现象,但是随着转速的提高,这种现象有了极大的改善,而当转速到达一定高度后表面粗糙度已经低至Ra0.8以下,完全符合了最高的要求标准。工件粗糙度的提升主要是由于转速将其阴极的加工间隙中流场的分布与表面在单位之间里被加工与处理的次数进行了改变,而当工件转速提升后,对于工件加工处理的周期也会随之缩减,这就有助于电解液清除电解产物,当其转速越高,电解产物在表面的吸附能力就会越低,最终达到提高电解加工效率的目的。
4结语
通过上述对可能影响电流密度的各种外界因素进行分析,我们能够在今后进行电解加工处理时有效避免其中出现问题,在实际操作时采用最适合的参数,随着我国科学技术的不断发展,对于工程机械再制造的要求一定会愈来愈高,所以,在今后进行的电解加工处理中,一定要积极寻求改革,继续探寻其中的不足之处,最终使得我国工程机械再制造中的电解加工工艺有一个较大的提升。
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