專利名稱:套筒形零件側(cè)表面磨損修復(fù)方法
本發(fā)明與機(jī)械制造業(yè)有關(guān)，具體地說，是一種修復(fù)套筒型零件磨損的側(cè)表面的方法。
本發(fā)明對于修復(fù)復(fù)雜形狀套筒型零件磨損表面最為有效。
本發(fā)明所述套筒型零件磨損側(cè)表面修復(fù)方法可在機(jī)械制造業(yè)中用于修復(fù)泵的柱塞偶套筒、制動(dòng)缸、內(nèi)燃機(jī)汽缸套等零件。
現(xiàn)有的套筒型零件側(cè)表面磨損修復(fù)方法已為眾所周知。
現(xiàn)有的方法是將套筒型零件未磨損的外表面部分支承在陰模的支承面上，零件裝入陰模時(shí)應(yīng)保證在零件未磨損側(cè)面的其余部分與陰模側(cè)表面之間(沿高度方向)有變間隙，零件每一徑向截面內(nèi)間隙的大小根據(jù)該截面內(nèi)零件的磨損量確定。然后將零件的磨損表面加熱，此處即指內(nèi)表面，加熱至塑性狀態(tài)后冷卻。
這種套筒型零件磨損側(cè)表面修復(fù)方法非常復(fù)雜。因?yàn)槊看胃男薏煌?guī)格尺寸的零件都需制造另一種陰模，陰模的尺寸和形狀應(yīng)與零件的尺寸和形狀一致，這就要增加工時(shí)和能源消耗。
而且，在修復(fù)變截面套筒型零件時(shí)，在一種截面向另一種截面過渡之處容易產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，因而產(chǎn)生裂紋，特別在鑄鐵件上更嚴(yán)重。這是因?yàn)樵诹慵茨p的側(cè)表面與陰模側(cè)表面之間有沿長度方向變化的間隙。間隙引起零件的不均勻受熱，因?yàn)殚g隙內(nèi)的空氣是不良導(dǎo)熱體。這產(chǎn)生附加的熱應(yīng)力，增加零件的損壞。
本發(fā)明的目的是提供一種修復(fù)套筒形零件磨損側(cè)表面的方法，使未磨損表面與支承表面之間的接觸能保證零件磨損側(cè)表面修復(fù)時(shí)由應(yīng)力均勻分布。
解決這一問題的方法是在修復(fù)套筒型零件磨損側(cè)表面時(shí)，將未磨損面支承在支承表面上，將磨損表面加熱至塑性狀態(tài)，然后冷卻，而零件的未磨損表面則是通過一層密實(shí)的粉狀耐火材料支承在支承表面上。
未磨損表面通過一層粉狀耐火材料支承在支承表面上可使零件均勻受熱，而不受其幾何形狀影響。
密實(shí)的粉狀耐火材料層可起到剛性支承作用，緊貼在修復(fù)零件的全部未磨損表面上，而不受零件表面上常見的凹凸不平的影響。
粉狀耐火材料(低導(dǎo)熱性材料)與修復(fù)零件緊密貼合可使零件在磨損表面修復(fù)過程中沿給定方向變形。這是因?yàn)樵谛迯?fù)零件內(nèi)的應(yīng)力分布于零件體內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致其初始形狀的改變。
由于粉狀耐火材料的導(dǎo)熱性比加工零件(通常為金屬件)的導(dǎo)熱性低，零件的加熱和冷卻實(shí)際上在等溫條件下進(jìn)行。此時(shí)，整個(gè)零件的溫度場是相同的，與其截面無關(guān)，這就為修復(fù)零件的均勻變形創(chuàng)造了良好的條件。
這樣，在零件變截面處就不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致被修復(fù)的磨損側(cè)表面不均勻變形的熱應(yīng)力，從而避免出現(xiàn)裂紋。
使用粉狀耐火材料不會(huì)使零件修復(fù)過程更復(fù)雜，因?yàn)榭梢允褂萌藗兪煜さ膩K且容易得到的材料，如石英砂。
在修復(fù)套筒形零件磨損的內(nèi)表面時(shí)最好將其外表面支承在支承表面上，通過冷卻支承表面的方法來冷卻零件。而在修復(fù)套筒形零件磨損的外表面時(shí)，將其內(nèi)表面支承在支承面上，通過冷卻支承表面的方法來冷卻零件。
當(dāng)冷卻支承表面時(shí)，密實(shí)的粉狀耐火材料層的密度和尺寸保持不變，因而，保持了支承表面必要的剛度。
這樣，采用本發(fā)明所述的修復(fù)套筒形零件磨損側(cè)表面的方法就能使零件內(nèi)的應(yīng)力均勻分布，保持零件形狀不變。
本文所述的修復(fù)套筒形零件磨損的側(cè)表面的方法簡便易行，而且不需要昂貴的設(shè)備和工裝。
下面介紹本發(fā)明的實(shí)施例，參看附圖。
圖1是一個(gè)縱剖面圖，圖中有一個(gè)箱子，箱內(nèi)裝有一個(gè)套筒形零件，零件與箱之間有間隙，間隙內(nèi)充滿粉狀耐火材料，這是套筒形零件的磨損側(cè)表面是內(nèi)表面時(shí)按照本發(fā)明的方法進(jìn)行修復(fù)的情形。
圖2也是縱剖面。圖中套筒形零件放在平板上，中間放一心軸，間隙內(nèi)填滿粉狀耐火材料。這是當(dāng)磨損側(cè)表面是外表面時(shí)按照本發(fā)明的方法修復(fù)套筒形零件磨損側(cè)表面的情形。
下面為行文方便起見，將本發(fā)明提出之套筒形零件磨損表面修復(fù)方法簡稱為“本方法”。
本方法實(shí)施步驟如下圖1中被修復(fù)零件1為套筒形，需修復(fù)之部位為圓柱形內(nèi)側(cè)表面2。零件1的未磨損表面是圓柱形階梯外側(cè)表面3。
零件1裝在箱4內(nèi)，箱4為杯狀，上面開口，零件軸線與箱的幾何垂直縱軸線5重合。
零件1自由地放在箱4的底板6上，其未磨損表面3支承在支承表面7上。支承表面7是箱4的內(nèi)側(cè)表面。支承是通過粉狀耐火材料層8實(shí)現(xiàn)的。本例中耐火材料采用石英砂。
粉狀耐火材料也可采用鋯石精礦、粉狀氧化鋁、二氧化鋯等。
在待修復(fù)零件1的未磨損外表面3和箱4的內(nèi)側(cè)表面7之間的間隙8內(nèi)填滿石英砂。用任何已知的方法和已知的工具將石英砂搗實(shí)，以便沿零件1的未磨損表面3將其固定。
然后，將磨損表面2加熱，在本例中將整個(gè)零件1加熱至其磨損表面2達(dá)到塑性狀態(tài)。修復(fù)大型零件時(shí)須保溫一段時(shí)間，以使整個(gè)零件能被均勻加熱。
加熱可用任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)的感應(yīng)器9進(jìn)行，感應(yīng)器裝在零件1內(nèi)。感應(yīng)器9應(yīng)有任何適合這一目的的結(jié)構(gòu)。
加熱時(shí)，被修零件1膨脹並進(jìn)一步壓實(shí)石英砂層8。當(dāng)零件1受熱而進(jìn)入塑性狀態(tài)后，密實(shí)的石英砂層8阻擋零件1進(jìn)一步膨脹和尺寸增長，使零件1的材料向受其磨損表面2限制的內(nèi)腔方向重新分配。
在箱4側(cè)壁4a內(nèi)靠近外側(cè)表面10處有圓筒形內(nèi)腔11，與冷卻水源(圖中未示)相通，用以冷卻箱4的支承表面7。水從進(jìn)水管12流入，經(jīng)過內(nèi)腔11，從排水管13泄入排水箱(圖中未示)。
然后用任何一種適當(dāng)?shù)囊阎姆椒ê凸ぞ邔⒘慵?從箱4內(nèi)取出，並將其冷卻到室溫。修復(fù)過程即告完成。
如果零件1的修復(fù)，即尺寸的改變沒有達(dá)到足夠的數(shù)值，可將零件1重新放入箱4並重復(fù)修復(fù)過程。
這樣，經(jīng)過多次反復(fù)修復(fù)過程，零件即可得到要求的尺寸。
圖2是又一實(shí)施例，套筒形零件14磨損的圓柱形外側(cè)表面15修復(fù)的情形。
零件14的未磨損面是圓柱形內(nèi)側(cè)表面16。
零件14裝在平板17上，零件14內(nèi)裝一個(gè)心軸18，與其同軸，心軸與零件14的未磨損內(nèi)表面18之間有間隙19。
間隙19內(nèi)充填石英砂，可用任何已知的方法和任何已知的工具將其搗至規(guī)定的密度，即形成一個(gè)密實(shí)的石英砂層19。
這時(shí)，未磨損的內(nèi)表面16通過密實(shí)的石英砂層19支承在心棒18的支承表面20上。
圍繞磨損的外表面15裝設(shè)任何一種已知結(jié)構(gòu)的電感器21，用電感器21加熱表面15，在本例中即加熱整個(gè)零件14，使其達(dá)到塑性狀態(tài)。
這樣，密實(shí)的石英砂即填入零件14因受熱后直徑增大而在間隙19內(nèi)形成的空間。
在心軸18內(nèi)靠近外表面20處有一與心軸共軸線的腔22，內(nèi)腔22通過導(dǎo)管(圖中未示)與水源(圖中未示)及泄水箱(圖中未示)連通，用水對心軸18、粉狀耐火材料層19和零件14進(jìn)行冷卻。
在其它情況下也可用其它方法進(jìn)行冷卻，如用冷空氣吹風(fēng)。
在冷卻過程中，零件14有恢復(fù)原來尺寸的傾向，但受到密實(shí)石英砂層19的阻擋。這樣，零件14在加熱過程中達(dá)到的體積和直徑就固定下來了。
因此，使用本發(fā)明的方法能夠可靠地實(shí)現(xiàn)零件材料從未磨損的零件表面向磨損表面的再分配。
在修復(fù)過程中可保證只產(chǎn)生最小的應(yīng)力，特別在變截面處尤為如此。這是因?yàn)槭褂昧嗣軐?shí)的粉狀耐火材料層，耐火材料層又支承在支承面上。
由于粉狀耐火材料具有很低的導(dǎo)熱性，溫度在整個(gè)零件內(nèi)均勻分布，從而使零件內(nèi)形成應(yīng)力最小的材料組織。
在許多情況下，為了增大零件未磨損表面的尺寸，可在其上加覆涂層，在修復(fù)側(cè)表面的過程中，在與密實(shí)粉末耐火材料層的相互作用下涂層可以增強(qiáng)。在零件加熱至塑性狀態(tài)下，向零件傳遞的熱量可提高涂層與零件材料結(jié)合的強(qiáng)度。在有些情況下，用焊接方法將預(yù)先加上的涂層與零件的非工作側(cè)面結(jié)合在一起。
本方法易于實(shí)施，並且不需要昂貴的設(shè)備和稀缺材料。
本方法已用于修復(fù)汽車柴油機(jī)氣缸套，經(jīng)過試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)，證明其使用壽命接近新氣缸套壽命。
使用本發(fā)明可使超過使用壽命的零件得以重復(fù)利用，因而大量節(jié)約金屬，並節(jié)省制造新零件的費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種修復(fù)套筒形零件磨損側(cè)表面的方法。這種方法是將零件(1)的未磨損表面(3)支承在支承表面(7)上，將其磨損表面(2)加熱到塑性狀態(tài)，然后冷卻。其特征是零件(1)的未磨損表面(3)是通過密實(shí)的粉狀耐火材料層(8)支承在支承面(7)上的。
2.權(quán)利要求
1所述之方法。其特征為在修復(fù)套筒形零件(1)磨損的內(nèi)表面(2)時(shí)，零件(1)的外表面(3)支承在支承面(7)上，通過冷卻支承表面(7)進(jìn)行冷卻。
3.權(quán)利要求
1所述之方法。其特征為在修復(fù)套筒形零件(14)的磨損外表面(15)時(shí)，零件(14)的內(nèi)表面(16)支承在支承表面(20)上，通過冷卻支承表面(20)進(jìn)行冷卻。
專利摘要
套筒形零件磨損側(cè)表面的修復(fù)方法是零件(1)的未磨損表面(3)通過密實(shí)的粉狀耐火材料層(8)支承在支承表面(7)上。然后將零件(1)的磨損表面(2)加熱到塑性狀態(tài)，再加以冷卻。
文檔編號B23P6/02GK87103451SQ87103451
公開日1988年11月30日 申請日期1987年5月12日
發(fā)明者瓦倫丁·彼得羅維奇·涅察耶夫, 瓦勒里·伊萬諾維奇·阿克馬托夫, 玻璃斯·勒沃維奇·托伯金 申請人:汽車工業(yè)工藝科學(xué)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan