本發(fā)明是屬于離心壓縮機領域，特別涉及一種離心壓縮機軸磨損修復方法。
背景技術：
軸是離心壓縮機的重要零件之一，不但承受和運載了全部轉動零件在不同環(huán)境(溫度、壓力、介質)下機殼內高速旋轉，承受著彎矩的作用，同時軸本身承受著復雜的應力，因此對軸材料提出了嚴格要求。例如組裝式齒輪離心壓縮機主軸材質為氮化鋼材料，小齒輪和大齒輪齒部采用了滲氮工藝進行表面硬化和磨光處理，表面硬度達到hrc58以上。
在惡劣的服役環(huán)境下，離心壓縮機的軸頸和密封區(qū)域經常出現(xiàn)磨損問題，容易產生絲絨劃傷。氣體介質帶有的硬質臟物顆粒嵌入軸承和密封材料時，并且持續(xù)摩擦著軸表面，就會發(fā)生這種失效。如果存在著碳氫化合潤滑油，高速運行時，摩擦產生的高溫將會碳化鋼中鉻元素，形成硬質碳化鉻并嵌入到較軟軸承和密封材料中，對軸頸或密封區(qū)域起到切削作用。這不僅嚴重破壞了轉子的平衡，使機組無法運行，還會造成振動超差，影響轉子壽命。
目前常見的關于軸修復工藝主要有堆焊、等離子噴涂、鍍鉻等方式。主軸主要起到傳遞扭矩的作用，對涂層的結合強度和缺陷有極高的要求。若這些修復方法用于高速旋轉的離心壓縮機軸，均存在一定的弊端：(1)常規(guī)的堆焊修復技術，較高溫度的焊前預熱和焊后熱處理，將影響主軸加工精度，并造成軸彎曲變形或內部裂紋缺陷。尤其是齒輪壓縮機，不能采用焊接方法修復輪齒和緊鄰輪齒的損壞位置。(2)等離子噴涂修復的涂層致密性和硬度不夠，同時與基體的結合強度不足。(3)鍍鉻修復涂層結合強度較低，無法充分傳遞扭矩，同時受到環(huán)保要求的限制。其它技術修復的涂層主要由于孔隙率較高可能會引起失效。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供一種離心壓縮機軸磨損修復方法，本發(fā)明通過使用超音速火焰噴涂噴槍對離心壓縮機軸的磨損區(qū)域進行修復，使離心壓縮機軸的噴涂工藝溫度控制在200℃以下，避免了軸在較高溫度下發(fā)生彎曲變形或內部裂紋缺陷。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
一種離心壓縮機軸磨損修復方法，包括以下步驟：
確定離心壓縮機軸的磨損區(qū)域；
對所述磨損區(qū)域磨削處理，當所述磨損區(qū)域的硬度值達到或接近所述離心壓縮機軸的硬度值時，對磨削后的所述離心壓縮機軸進行著色滲透探傷，在確認探傷無缺陷后停止對所述磨損區(qū)域的磨削；
通過超音速火焰噴涂噴槍對所述磨損區(qū)域進行噴涂金屬陶瓷涂層處理；
對所述金屬陶瓷涂層進行磨削處理，使施加所述金屬陶瓷涂層后的區(qū)域軸徑的尺寸與原始設定尺寸相同；
對磨削處理后的所述金屬陶瓷涂層進行著色滲透探傷，著色滲透探傷合格后即為成品。
進一步的，所述離心壓縮機軸的磨損區(qū)域的確定，是通過對所述離心壓縮機軸進行硬度測試，確定離心壓縮機軸上是否存在表面硬化層，所述表面硬化層覆蓋的區(qū)域為所述磨損區(qū)域。
進一步的，還包括：在所述磨損區(qū)域確定后，通過千分表檢查所述磨損區(qū)域和所述離心壓縮機軸的同軸度，確認離心壓縮機軸是否發(fā)生彎曲。
進一步的，當所述磨損區(qū)域的部分區(qū)域通過磨削處理后仍存在較深溝槽時，用車床車去帶有較深溝槽的區(qū)域。
進一步的，在所述超音速火焰噴涂噴槍對所述磨損區(qū)域噴涂所述金屬陶瓷涂層前，用剛玉砂對所述磨損區(qū)域表面進行噴砂，使所述磨損區(qū)域的表面粗糙度達到50～70μm。
進一步的，所述超音速火焰噴涂噴槍與所述磨損區(qū)域之間的噴槍距離為360～400mm。
進一步的，所述超音速火焰噴涂噴槍的煤油流量為0.41～0.47l/min，所述超音速火焰噴涂噴槍的氧氣流量為930～950l/min。
進一步的，所述超音速火焰噴涂噴槍對所述磨損區(qū)域噴涂所述金屬陶瓷涂層噴涂過程中的噴涂工藝溫度為80℃～200℃。
進一步的，所述金屬陶瓷涂層通過金剛石砂輪進行磨削處理，所述金屬陶瓷涂層進行磨削處理后的表面粗糙度為ra0.5μm～ra0.8μm。
進一步的，所述金屬陶瓷涂層的材料以重量份計，包括以下組分：
鎳：30～80份，鉻：10～30份，鉬：20～40份，碳化鈦：50～80份；其中，所述材料的粒度為10～80μm。
本發(fā)明采用的超音速火焰噴涂工藝來對離心壓縮機的磨損區(qū)域進行噴涂修復，由于超音速火焰噴涂陶瓷涂層對離心壓縮機軸進行修復不但具有效率高、涂層和軸的結合力好和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，而且還具有熱輸入量小，進而減小離心壓縮機軸變形彎曲的危險的優(yōu)點。本發(fā)明采用超音速火焰噴涂金屬陶瓷涂層來修復并強化離心壓縮機軸磨損區(qū)域，不僅硬度和耐磨性方面均超過氮化層，而且涂層結合強度較高，滿足離心壓縮機軸使用要求。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發(fā)明示例性實施例的一種離心壓縮機軸磨損修復方法的流程圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一種離心壓縮機軸磨損修復方法的一個實施例的流程圖，如圖1所示：包括以下步驟：
步驟s101，確定離心壓縮機軸的磨損區(qū)域；
離心壓縮機軸的磨損區(qū)域的確定，是通過對離心壓縮機軸進行硬度測試，確定離心壓縮機軸上是否存在表面硬化層，表面硬化層覆蓋的區(qū)域為磨損區(qū)域；
在磨損區(qū)域確定后，通過千分表檢查磨損區(qū)域和離心壓縮機軸的同軸度，確認離心壓縮機軸是否發(fā)生彎曲；
其中，金屬陶瓷涂層的材料以重量份計，包括以下組分：
鎳：30～80份，鉻：10～30份，鉬：20～40份，碳化鈦：50～80份；其中，材料的粒度為10～80μm。通過上述材料噴涂后的涂層具有較高的強度和韌性，并且具有較好的耐磨性，而且其表面硬度達到hrc60以上。
步驟s102，對磨損區(qū)域磨削處理，磨損區(qū)域的硬度值達到或接近離心壓縮機軸的硬度值后，對磨削后的離心壓縮機軸進行著色滲透探傷，在確認探傷無缺陷后停止對磨損區(qū)域的磨削；
當磨損區(qū)域的部分區(qū)域通過磨削處理后仍存在較深溝槽時，用車床車去帶有較深溝槽的區(qū)域。
步驟s103，通過超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂金屬陶瓷涂層處理；
超音速火焰噴涂噴槍與磨損區(qū)域之間的噴槍距離為360～400mm，360～400mm噴槍距離的設定不但可以提高超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂的效率，而且還不會使離心壓縮機軸產生較大的溫升，進而不會使離心壓縮機軸彎曲變形；
超音速火焰噴涂噴槍的煤油流量為0.41～0.47l/min，超音速火焰噴涂噴槍的氧氣流量為930～950l/min，煤油流量和氧氣流量參數(shù)的設定可以在確保涂層與磨損區(qū)域具有結合力的前提下，還可以控制離心壓縮機軸的溫度升高速率；
超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層噴涂過程中的噴涂工藝溫度為80℃～200℃，80℃～200℃的噴涂工藝的限定不會引起軸材料發(fā)生相變和彎曲，避免了現(xiàn)有技術中需要在較高溫度的焊前預熱和焊后熱處理，提高了主軸加工精度，并減少了軸彎曲變形或內部裂紋缺陷；
其中，在超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層前，用剛玉砂對磨損區(qū)域表面進行噴砂，使磨損區(qū)域的表面粗糙度達到50～70μm，以增加涂層與磨損區(qū)域的結合力。
步驟s104，對金屬陶瓷涂層進行磨削處理，使施加金屬陶瓷涂層后的區(qū)域軸徑的尺寸與原始設定尺寸相同；
金屬陶瓷涂層通過金剛石砂輪進行磨削處理，金屬陶瓷涂層進行磨削處理后的表面粗糙度為ra0.5μm～ra0.8μm。
步驟s105，對磨削處理后的所述金屬陶瓷涂層進行著色滲透探傷，著色滲透探傷合格后即為成品。
與常規(guī)修復技術相比，本發(fā)明采用的超音速火焰噴涂工藝來對離心壓縮機的磨損區(qū)域進行噴涂修復，由于超音速火焰噴涂陶瓷涂層對離心壓縮機軸進行修復不但具有效率高、涂層和軸的結合力好和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，而且還具有熱輸入量小，進而減小離心壓縮機軸變形彎曲的危險的優(yōu)點。本發(fā)明采用超音速火焰噴涂金屬陶瓷涂層來修復并強化離心壓縮機軸磨損區(qū)域，不僅硬度和耐磨性方面均超過氮化層，而且涂層結合強度較高，滿足離心壓縮機軸使用要求。
為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的一種離心壓縮機軸磨損修復方法進行說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
實施例1
一種離心壓縮機軸磨損修復方法：包括以下步驟：
步驟s101，通過對以40crnimo7為材質的離心壓縮機軸進行硬度測試，確定離心壓縮機軸上是否存在表面硬化層，若存在表面硬化層，則表面硬化層覆蓋的區(qū)域為磨損區(qū)域，其中，通過硬度計對離心壓縮機軸進行硬度測試；
在磨損區(qū)域確定后，通過千分表檢查磨損區(qū)域和離心壓縮機軸的同軸度，確認離心壓縮機軸是否發(fā)生彎曲；
其中，金屬陶瓷涂層的材料以重量份計，包括以下組分：
鎳：50份，鉻：30份，鉬：30份，碳化鈦：50份；其中，材料的粒度為50μm。通過上述材料噴涂后的涂層具有較高的強度和韌性，并且具有較好的耐磨性，而且其表面硬度達到hrc65。
步驟s102，對磨損區(qū)域磨削處理，磨損區(qū)域的硬度值達到或接近離心壓縮機軸的硬度值后，對磨削后的離心壓縮機軸進行著色滲透探傷，在確認探傷無缺陷后停止對磨損區(qū)域的磨削；當磨損區(qū)域的部分區(qū)域通過磨削處理后仍存在較深溝槽時，用車床車去帶有較深溝槽的區(qū)域。
步驟s103，在超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層前，用剛玉砂對磨損區(qū)域表面進行噴砂，使磨損區(qū)域的表面粗糙度達到50～70μm，以增加涂層與磨損區(qū)域的結合力；
通過超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂金屬陶瓷涂層處理，其中，在噴涂處理時，超音速火焰噴涂噴槍與磨損區(qū)域之間的噴槍距離為360mm，360mm噴槍距離的設定不但可以提高超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂的效率，而且還不會使離心壓縮機軸產生較大的溫升，進而不會使離心壓縮機軸彎曲變形；超音速火焰噴涂噴槍的煤油流量為0.41l/min，超音速火焰噴涂噴槍的氧氣流量為930l/min，煤油流量和氧氣流量參數(shù)的設定可以在確保涂層與磨損區(qū)域具有結合力的前提下，還可以控制離心壓縮機軸的溫度升高速率；超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層噴涂過程中的噴涂工藝溫度為150℃，150℃的噴涂工藝的限定不會引起軸材料發(fā)生相變和彎曲，避免了現(xiàn)有技術中需要在較高溫度的焊前預熱和焊后熱處理，提高了主軸加工精度，并減少了軸彎曲變形或內部裂紋缺陷。
步驟s104，對金屬陶瓷涂層通過金剛石砂輪進行磨削處理，使施加金屬陶瓷涂層后的區(qū)域軸徑的尺寸與原始設定尺寸相同，金屬陶瓷涂層進行磨削處理后的表面粗糙度為ra0.5μm～ra0.8μm；
步驟s105，對磨削處理后的金屬陶瓷涂層進行著色滲透探傷，著色滲透探傷合格后即為成品。
實施例2
一種離心壓縮機軸磨損修復方法：包括以下步驟：
步驟s101，通過對以40crnimo7為材質的離心壓縮機軸進行硬度測試，確定離心壓縮機軸上是否存在表面硬化層，若存在表面硬化層，則表面硬化層覆蓋的區(qū)域為磨損區(qū)域，其中，通過硬度計對離心壓縮機軸進行硬度測試；
在磨損區(qū)域確定后，通過千分表檢查磨損區(qū)域和離心壓縮機軸的同軸度，確認離心壓縮機軸是否發(fā)生彎曲；
其中，金屬陶瓷涂層的材料以重量份計，包括以下組分：
鎳：30份，鉻：20份，鉬：40份，碳化鈦：80份；其中，材料的粒度為10μm。通過上述材料噴涂后的涂層具有較高的強度和韌性，并且具有較好的耐磨性，而且其表面硬度達到hrc70。
步驟s102，對磨損區(qū)域磨削處理，磨損區(qū)域的硬度值達到或接近離心壓縮機軸的硬度值后，對磨削后的離心壓縮機軸進行著色滲透探傷，在確認探傷無缺陷后停止對磨損區(qū)域的磨削；當磨損區(qū)域的部分區(qū)域通過磨削處理后仍存在較深溝槽時，用車床車去帶有較深溝槽的區(qū)域。
步驟s103，在超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層前，用剛玉砂對磨損區(qū)域表面進行噴砂，使磨損區(qū)域的表面粗糙度達到50～70μm，以增加涂層與磨損區(qū)域的結合力；
通過超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂金屬陶瓷涂層處理，其中，在噴涂處理時，超音速火焰噴涂噴槍與磨損區(qū)域之間的噴槍距離為380mm，380mm噴槍距離的設定不但可以提高超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂的效率，而且還不會使離心壓縮機軸產生較大的溫升，進而不會使離心壓縮機軸彎曲變形；超音速火焰噴涂噴槍的煤油流量為0.44l/min，超音速火焰噴涂噴槍的氧氣流量為940l/min，煤油流量和氧氣流量參數(shù)的設定可以在確保涂層與磨損區(qū)域具有結合力的前提下，還可以控制離心壓縮機軸的溫度升高速率；超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層噴涂過程中的噴涂工藝溫度在80℃，80℃的噴涂工藝的限定不會引起軸材料發(fā)生相變和彎曲，避免了現(xiàn)有技術中需要在較高溫度的焊前預熱和焊后熱處理，提高了主軸加工精度，并減少了軸彎曲變形或內部裂紋缺陷。
步驟s104，對金屬陶瓷涂層通過金剛石砂輪進行磨削處理，使施加金屬陶瓷涂層后的區(qū)域軸徑的尺寸與原始設定尺寸相同，金屬陶瓷涂層進行磨削處理后的表面粗糙度為ra0.5μm～ra0.8μm；
步驟s105，對磨削處理后的金屬陶瓷涂層進行著色滲透探傷，著色滲透探傷合格后即為成品。
實施例3
一種離心壓縮機軸磨損修復方法：包括以下步驟：
步驟s101，通過對以40crnimo7為材質的離心壓縮機軸進行硬度測試，確定離心壓縮機軸上是否存在表面硬化層，若存在表面硬化層，則表面硬化層覆蓋的區(qū)域為磨損區(qū)域，其中，通過硬度計對離心壓縮機軸進行硬度測試；
在磨損區(qū)域確定后，通過千分表檢查磨損區(qū)域和離心壓縮機軸的同軸度，確認離心壓縮機軸是否發(fā)生彎曲；
其中，金屬陶瓷涂層的材料以重量份計，包括以下組分：
鎳：80份，鉻：10份，鉬：20份，碳化鈦：60份；其中，材料的粒度為80μm。通過上述材料噴涂后的涂層具有較高的強度和韌性，并且具有較好的耐磨性，而且其表面硬度達到hrc72。
步驟s102，對磨損區(qū)域磨削處理，磨損區(qū)域的硬度值達到或接近離心壓縮機軸的硬度值后，對磨削后的離心壓縮機軸進行著色滲透探傷，在確認探傷無缺陷后停止對磨損區(qū)域的磨削；當磨損區(qū)域的部分區(qū)域通過磨削處理后仍存在較深溝槽時，用車床車去帶有較深溝槽的區(qū)域。
步驟s103，在超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層前，用剛玉砂對磨損區(qū)域表面進行噴砂，使磨損區(qū)域的表面粗糙度達到50～70μm，以增加涂層與磨損區(qū)域的結合力；
通過超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂金屬陶瓷涂層處理，其中，在噴涂處理時，超音速火焰噴涂噴槍與磨損區(qū)域之間的噴槍距離為400mm，400mm噴槍距離的設定不但可以提高超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域進行噴涂的效率，而且還不會使離心壓縮機軸產生較大的溫升，進而不會使離心壓縮機軸彎曲變形；超音速火焰噴涂噴槍的煤油流量為0.47l/min，超音速火焰噴涂噴槍的氧氣流量為950l/min，煤油流量和氧氣流量參數(shù)的設定可以在確保涂層與磨損區(qū)域具有結合力的前提下，還可以控制離心壓縮機軸的溫度升高速率；超音速火焰噴涂噴槍對磨損區(qū)域噴涂金屬陶瓷涂層噴涂過程中的噴涂工藝溫度為200℃，200℃的噴涂工藝的限定不會引起軸材料發(fā)生相變和彎曲，避免了現(xiàn)有技術中需要在較高溫度的焊前預熱和焊后熱處理，提高了主軸加工精度，并減少了軸彎曲變形或內部裂紋缺陷。
步驟s104，對金屬陶瓷涂層通過金剛石砂輪進行磨削處理，使施加金屬陶瓷涂層后的區(qū)域軸徑的尺寸與原始設定尺寸相同，金屬陶瓷涂層進行磨削處理后的表面粗糙度為ra0.5μm～ra0.8μm；
步驟s105，對磨削處理后的金屬陶瓷涂層進行著色滲透探傷，著色滲透探傷合格后即為成品。
與常規(guī)修復技術相比，本發(fā)明采用的超音速火焰噴涂工藝操作方便、靈活有效、節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用超音速火焰噴涂金屬陶瓷涂層來修復并強化離心壓縮機軸磨損區(qū)域，不僅硬度和耐磨性方面均超過氮化層，而且涂層結合強度較高，滿足離心壓縮機主軸使用要求。該工藝適用于透平機械主軸的修復和表面強化。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。