热喷涂修复压缩机曲轴电弧热喷涂工艺过程

(1)表面预处理 对曲轴的各个部位进行形状公差检查，有超差之处采用车削的方法，去除各损坏部位的疲劳氧化层，直到见到新基体组织为止。对各重要表面进行无损检测，确认没有缺陷后，再进行下一道工序。

(2)表面粗化处理 粗化基体表面可以增大基体与喷涂层的接触面积，增强基体与喷涂层间的结合强度，喷涂层不易剥落，使修复面的使用寿命得以提高。粗化处理既可以用车削细小螺纹或环形槽的方法，也可以采用喷砂、粗磨的方法。表面车螺纹的方法效果，但由于曲轴表面车削螺纹比较困难，因此采用喷砂表面粗磨的方法，使表面粗糙度Ra≥12.4μm。

(3)预热及保护预热可以净化表面，去除表面上吸附的油污和水分，消除曲轴的部分残余应力，还可以防止金属熔滴喷到工件表面上时的骤冷，使喷涂层和基体间的收缩应力差值减小，可防止涂层脱落。预热时可以采用氧乙炔火焰对工件进行均匀加热，温度控制在90~105℃。不喷涂的重要表面用保温层包裹起来，以免金属熔滴飞溅其上损伤表面。

(4)喷涂底层采用镍铝合金焊丝，这种焊丝材料是发热型的，能与基体金属形成微冶金结构，增强结合强度。但这个喷涂层机械加工性能不好，因此只作为喷涂底层用，厚度控制在0.1~0.6mm，不能过厚。

(5)喷涂工作层工作层材料为镍铬合金。喷涂时，应将喷涂电流、压缩风调整到工艺要求的适当值，待电弧将合金焊丝熔化成熔融状，再用压缩风雾化成熔滴喷至工件表面。连续喷涂的每层厚度应≤0.2mm。喷涂层的总厚度(含机加工余量)一般为0.3~0.6mm。

(6)机械加工曲轴自然冷却至常温后，便可进行机械加工。通过粗、精车、磨削加工，使修复表面达到尺寸精度要求。修复后的表面，应均匀无裂纹、夹杂等缺陷，硬度在45HRC以上。

采用热喷涂技术对曲轴修复，机组的修理工期只有10天，修理费用3.5万元。试运转轴瓦温度等指标全部正常，投入正常运行3个月后，对润滑油进行铁谱检测合格。运行1年后停机检查，曲轴修复面完好如初，无脱皮剥落和磨损现象，该机组现已安全运行了4年。

但修理时应注意，由于喷涂层是多孔组织，虽然有利于润滑，但也容易发生腐蚀;喷涂层与基体结合力不是很强，远不如堆焊结构，因此在具有腐蚀性介质、干摩擦条件及有冲击的重负荷表面，不宜采用热喷涂修理。

用数控车床精车曲轴生产中因装夹不当，尺寸88.3±0.05与轴径d对轴心线的同心度Ø0.04往往不能同时达到精度要求，除非每加工一根曲轴调整一次刀具的起始位置，这在成批加工中是很不经济的。上述误差是由于加工时定位基准和设计基准不同一产生的。经分析与工艺验证，改变定位及夹紧方式，设计弹簧资深夹具，同时确保轴向尺寸和同轴度要求，生产效率明显进步。

1 夹具结构

资深体与车床主轴相配合，资深与资深体内孔紧密配合，可克服弹簧弹力在孔内自由滑动。加工时先用资深顶住曲轴短头中心孔，再摇动尾架手柄，用活络资深顶住零件右端中心孔，推动曲轴向左移动，使工件端面C与资深套接触定位，用拨杆带动工件旋转，即可车削加工。该夹具两资深确保同轴度，资深套控制轴向精度。经检验，曲轴轴向尺寸和同轴度均在公差范围内，进步了质量和加工效率。

2 留意点及结论

①装配时，在资深体上钻一工艺孔与资深体内孔相通，以使资深顺利装进和自由滑动：②为确保定位套端面与资深体轴线垂直度，零件装配后再进行磨削：③经实践证实，该夹具对数控精车其它轴类零件也有较大的应用价值。

(1)选用原则

先进的金属加工设备在曲轴制造中的重要性毋庸置疑，它能够可靠地确保尺寸精度和一致性，适应生产节拍的要求，提高整体工艺水平。但不能采取“拿来主义”，也并不是设备越先进越好，应符合以下三个原则：①符合工艺性原则，结合产品结构，能满足尺寸精度和一致性的要求。②符合经济性原则，采用招标的形式降低成本。③符合设备管理和维修性原则，考察设备生产商售后服务质量，设备易损件是否能够随时采购等。

(2)合理组合

国内曲轴制造企业对引进设备存在一些误区，比如认为设备越先进、昂贵越好。其实如果使用不当，先进设备起不到应有的作用 ，造成浪费。下面以cnc高速外铣、cnc内铣、cnc车-车拉的合理组合为例来介绍。

①曲轴平衡块侧面需加工，主轴颈加工应优先选用cnc内铣或cnc高速外铣，连杆颈的加工用cnc高速外铣。如果毛坯是锻钢毛坯，cnc内铣更有利于断屑。不宜采用cnc车-车拉，由于平衡块侧面是断续车削，曲轴转速又很高(约1000r/m)，崩刀现象很严重。

②曲轴平衡块侧面不需加工，主轴颈加工选用cnc车-车拉比较合理，加工精度高。由于连杆颈轴线不在一条中心线上，如六拐曲轴，用车-车拉加工就有一些麻烦，cnc高速外铣就比较合理。

③轴颈有沉割槽的曲轴，此时cnc车-车拉体现出其优越性，若轴向有沉割槽，cnc高速外铣和cnc内铣不能加工，而车-车拉能加工。

以上设备应采用独立双刀盘、模块化刀具系统等实现柔性化加工。