第一讲1、基本概念(1)失效是指零件的尺寸、形位误差、表面质量超出规定的技术范围而导致其失去原有功能。(2)零件表面与磨粒摩擦而使表面材料微粒脱落的现象。(3)磨粒是指一般硬质颗粒和硬质凸出物。(4)摩擦付在相对运动中,由于“冷焊”(固相焊合)作用,使接触处的材料从一个表面转移到另一个表面,进一步发生材料脱落的现象叫粘着磨损。(5)在滚动或兼滑动的摩擦中,由于接触应力周期性的作用,使表面材料微粒脱落的现象。(6)在有腐蚀性的气体或液体液体环境中摩擦时,摩擦表面会发生化学或电化学反应,生成腐蚀产物,进一步摩擦而形成微粒脱落破坏。2、零件失效的基本原因•1)工作条件不合理:负荷、温度、环境;•2)使用维修不当;•3)设计制造缺陷:结构设计不合理、选材不当、制造工艺不合理。3、磨料磨损、黏着磨损的影响因素有哪些?磨料磨损的影响因素材料的硬度、材料的显微组织、材料断裂韧、磨粒的粒度与形状磨粒硬度Ha与金属硬度Hm黏着磨损的影响因素:材料、摩擦表面粗糙度、载荷、润滑、温度与速度3、画出疲劳断口的特征示意图。影响疲劳断裂的主要因素有哪些?影响疲劳断裂的主要因素有:材料、摩擦表面粗糙度、载荷大小与种类、润滑油的性质、温度与速度第二讲1、叙述铸铁电弧冷焊工艺要点。1)焊前准备:除油(氧乙炔焰烘烤)、清除锈、泥土等;2)开坡口3)钻止裂孔:直径4--6mm4)正确选择电焊条直径厚度小于10mm时,可选择直径为2.5mm或3.2mm的焊条;厚度大于10mm时,可选用3.2mm或4mm的焊条;多层焊时,底层最好采用小直径的焊条。5)正确选择焊接电流大小焊接电流(A)焊条直径(mm)60—802.580—1103.2110—1404焊接时,一般采用反接法——工件接负极,焊条接正极。6)施焊要点:(1)细焊条,小电流(2)短段、分散、断续焊(3)焊后锤击焊缝(4)厚件分层焊总之,铸铁冷焊要做到:“短段、间歇、窄道焊,条细电小熔深浅,焊缝锤击消应力,焊后冷却要缓慢。”2、铸铁焊修的常见缺陷是什么?如何防止裂纹和白口的产生?缺陷:易产生白口和淬硬组织;焊区易产生冷裂纹和热裂纹;易产生夹渣和气孔(1)白口主要原因:1)焊后冷速高,碳含量来不及析出而形成Fe3C和马氏体;2)石墨化元素不足白口的预防措施:1)调整焊缝化学成分,增加石墨化元素,采用铜基合金焊条;2)减缓冷却速度,石墨析出3)采用钎焊(2)裂纹的防止:1)冷裂纹:一般发生在半熔化区与奥氏体区之间,或焊缝或远离焊缝的应力集中区;温度低于400度、裂缝无氧化颜色、有清脆断裂声。预防措施:开U型坡口;采用小电流,减少热量输入;采用短段、断续、分散焊,焊后锤击焊缝以松弛应力;焊前预热、焊后缓冷,采用热焊、半热焊、加热减应焊以减少焊接应力。(2)热裂纹:发生在焊缝区,裂纹氧化、无响声。预防措施:选择抗裂性好的碱性焊条;采用小电流、U型坡口,以减少焊接应力。3、简述铸308、铸607焊条的特点。铸308特点:纯镍芯铸铁焊条,强还原性的石墨型药皮。用于焊补重要铸铁薄壁件(如缸盖、缸体、齿轮箱等〉和重要灰口铸铁加工面,冷焊时不会产生白口,具有一定塑性,可避免裂纹产生,切削力加工性能较好,其焊缝硬度为HB220。直流正接或交流。铸607特点:紫铜或紫铜外包铁皮焊芯,外涂低氢型药皮。用于灰铸铁件的焊补,焊接抗裂性好,熔合区有白口,焊前不预热,焊缝机械加工性能差,强度较低,常用于气缸体非加工面的焊修。直流反接。4、什么叫加热减应焊?减应区的选择原则?定义:在焊前和焊接过程中,用气焊火焰加热铸件的适当部位,使它不影响焊缝收缩,减小应力.选择减应区的原则是:(1)阻碍焊缝膨胀及收缩的部位,旦与焊补区共同受热之后冷却时,能比较自由地与焊补区一起收缩。(2)减应区本身与其它部位连接不多,即边、角、棱、筋等部位,且强度较大。(3)减应区变形对其它部位无很大影响。(4)减应区可根据需要选择多处。5、铝及其合金焊接特点是什么?焊接方法?氩弧焊特点?焊接特点:(1)铝易氧化,AL2O3易造成夹渣,结合不良(2)铝的导热系数大,热量输入大,变形大,易产生裂纹(3)铝的液、固态转变温度低且无颜色变化,焊修时易塌陷、烧穿。(4)铝的液、固态吸氢差大,易形成气孔。铝及其合金焊接方法:气焊、电弧焊、氩弧焊氩弧焊特点:(1)保护效果好;(2)焊接热量集中,电弧稳定;(3)不用药剂,焊缝美观平稳,防腐性好;(4)操作容易、零件变形小;(5)对氩气纯度、表面清理、焊接材料要求较高。第三讲1、叙述氧乙炔焰喷焊两步法工艺过程。什么叫重熔?工艺流程:工件预热喷保护粉再次预热喷粉工作重熔缓冷检查、处理1)预热:除表面潮气,提高工件温度,减少应力,提高粉末粘附率。一般预热温度为200~450ºC左右,采用微碳化焰,减少氧化。纯铁:250---300ºC(大于330ºC时,有夹渣);45钢:300--400ºC(大于400ºC时,有夹渣)2)喷保护粉:先预热到150---200,再喷粉0.2—0.3mm,以防表面氧化。3)二次预热:正常温度为500—600ºC4)喷工作粉:枪口距工件表面120~200mm,垂直于工件表面,以10~20米/分速度移动焊枪,同时转动工件表面时,2~20m/min为宜。5)重熔什么叫重熔?对粉层加热时,开始粉层逐渐变红,由粗糙变光滑,接着似镜子一样光亮,显出火焰的影子-----镜面反光。粉层与基体工件形成冶金结合。操作要点:喷粉完毕,若工件温度一般为400--500ºC,可立即重熔,若不够,可先加热。重熔时,喷嘴与工件相距20--30mm(尽量小),可加快重熔速度,至出现镜面反光时为止。重熔温度过低,结合力差。重熔温度过高,焊层发生溢流,出现波浪状,合金元素烧损——焊层过熔。6)缓冷:室温冷却:奥氏体,不锈钢,中高碳钢随炉冷却:形状复杂件,马氏体不锈钢的高硬材料。石棉粉保温2、什么叫自熔性合金粉末?合金粉末中加入B、Si元素,硼硅与氧亲和力很强,在重熔过程中,能与合金中的氧、工件表面氧化物中的氧化合而生成B2O3和SiO2,它们能与其他金属氧化物一起形成硼硅酸盐玻璃渣而熔融上浮,这层玻璃渣起到造渣和保护喷焊层不被氧化,从而获得致密的喷焊层。3、比较氧乙炔焰喷涂、喷焊工艺的异同点。(1)结构组织:喷涂疏松多孔到达层状,组织不变化,喷焊致密的金属组织,无空隙,融合线附近有过热组织(2)工件受热温度:喷涂低于300°C,工件无变形;喷焊高于900°C,工件有变形(3)结合力性质:喷涂机械结合力+显微冶金结合,喷焊是冶金结合(4)结合强度:喷涂低(一般为19.6—29.4N/mm2),喷焊高(392N/mm2)(5)硬度:喷涂HB150—350;喷焊高(一般在HRC60左右)(6)耐磨性:喷涂润滑时好,不受冲击负荷,不耐腐蚀;喷焊耐磨粒磨损高,受冲击力耐腐蚀(7)涂层厚度:喷涂0.05—3.5mm,喷焊0.1—3.5mm(8)疲劳性能:都下降(9)工件形状适应性:喷涂各种形状;喷焊对形状复杂刚度小的件易变形。(10)粉末种类:喷涂不限;喷焊必须使用自熔性合金粉末(11)工件材质适应性:喷涂金属、非金属;铝镁及其合金等低熔点金属不适合喷焊(12)热源:都是O2+C2H2,中性焰4、氧乙炔焰喷涂、喷焊工艺常用粉末材料有哪些?镍基:工艺性好,喷焊层厚高,价高;如粉103、粉106、粉101、粉104等铁基:工艺性差,焊层耐磨,价低;如粉303、粉301、粉302等钴基:工艺性很好,红硬性好,价昂贵粉203、粉204、粉202等5、喷涂工艺的基本原理是什么?种类?熔融或呈塑性状态的圆形颗粒射到工件表面而受阻变形为扁平状,最先射到工件表面的颗粒与工件表面的凹凸不平出产生“机械啮合”随后飞来的颗粒打在先前达到工件表面的颗粒上,也同样变形并互相“咬合”“镶嵌”形成机械结合力。大量金属颗粒在金属表面互相挤压镶嵌堆集而形成涂层。喷涂的主要方法(种类):电弧喷涂、熔线式气喷涂、氧乙炔焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、高频感应喷涂第四讲1、什么是电化当量?电流效率?电流密度?电化当量k:理论上1安培小时电量能析出金属的重量(g/A.h)。电流效率h=G实/G理,G理、G实---分别是电镀过程中理论和实际析出金属的重量g电电流密度:极表面单位面积上的电流强度Dk=I/S(A/dm2)I-----电流强度(A)S----阴极面积(dm2)2、什么叫耗电系数?刷镀层厚度如何控制?耗电系数C指电镀过程中,每平方分米镀积1微米厚的镀层能消耗的电量(Ah/mm.dm2)镀层厚度原理:Q=C.S.b,b=Q/CSS—工件需镀面积(dm2)b—镀层厚度(mm)Q—电镀过程中消耗电量Q=I.t根据Q=C.S.b计算电镀过程消耗的电量,由安培小时计间接控制镀层厚度3、常用刷镀表面准备液有哪些?各有何特点?(1)电净液(TGY—1):NaOH2.5g/lNa2CO321.7g/l氯化钠2.4%碱性:ph=12---13,无色透明,有较强的去除油污能力和轻度去锈能力,腐蚀性小,适于各种金属表面电化学除油,工艺规范:工作电压8—15V相对速度8—18m/min,正极性接法。1#活化液(THY—1)浓硫酸80.6g/l硫酸铵110.9g/l酸性,ph=0.8--1.0,无色透明,去除金属氧化物和铁锈,对金属腐蚀作用较低,主要用于不锈钢,高碳钢,高合金钢,铸铁等。工作电压15V,相对速度8—18m/min,反极性。2#活化液(THY—2)浓盐酸36---25g/l,氯化钠140g/l,酸性ph=0.6--0.8,无色透明,导电性好,去除金属氧化物和铁锈能力较强,主要适于中碳钢,中碳合金钢,高碳合金钢,铝及其合金,灰铸铁等。工作电压15V,相对速度8—18m/min,采用反极性。(4)3#活化液(THY—3)柠檬酸三钠141.2g/l柠檬酸94.2g/l氯化镍3.0g/l酸性,ph=4.5---5.5,浅绿色透明,导电性差,腐蚀性小,去除其他活化液活化后残留的石墨或碳黑。工作电压18V,相对速度8—18m/min,反极性。4、常用刷镀液有哪些?各有何特点?(1)特殊镍TDY101:与基体金属结合良好,主要用于打底层(2)快速镍TDY102:一般摩擦付或配合部件的修复(3)低应力镍TDY103:镀层产生压应力,夹心层(4)铁合金T:一般耐磨层(5)酸性铜TDY401:腐蚀性大,不能在钢铁上直接刷镀,先用TDY401打底层(6)碱性铜TDY403:改变钎焊性质,组织致密,孔隙小,在铜、铁上结合良好5、画图并叙述电刷镀原理?6、中高碳钢电刷镀一般工艺过程分析?工艺流程:刷镀层设计表面准备电净(TGY—1)水冲一次活化(THY—1或THY—2)水冲二次活化(THY—3)水冲无电擦试打底层水冲工作层镀后处理1)刷镀层设计(1)测量零件尺寸,计算镀层厚度(mm)。(2)根据镀层厚度d,设计镀层。当d安全厚度时,则为单一镀层;当d安全厚度时,则为复合镀层(打底层+尺寸镀层+低应力夹心层+工作镀层+耐磨层)(3)根据工作要求确定刷镀层种类2)表面准备:“12字原则”—越净越好,越光越好,越少越好。方法:除油、锈和机加工处理及堵孔、遮蔽3)电净处理:主要目的:彻底去除油污,轻微除锈工艺参数:工作电压8—15V,相对速度4—8m/min,正极性。直观状态:水膜均匀摊开。4)活化处理:(1)一次活化(THY-1或THY-2):目的是去除表面氧化膜。工艺参数:15—18V,14m/min,反极性。直观标志:中高碳钢表面露出均匀黑色,低碳钢为银灰色(2)二次活化(THY-3):目的是驱除表面一次活化的石墨。工艺参数:15V,14m/min,反极性直观标志:中高碳钢、铸铁表面由黑色变为银灰色。5)打底层目的:1)改变金属的可锻性;2)提高工作层的稳定性常用的有:特殊镍,碱性铜工艺参数:正极性,2微米左右,10—12V,14m/min6)工作层(正极性)常用镀液:(1)快速镍TDY102:一般摩擦付或配合部件的修复(2)低应力镍TDY103:夹心层(3)铁合金:一般耐磨层