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        1. 河南汉工机械再制造技术有限公司

          金刚石压制液压设备之活塞再制造

          1液压设备配件柱(活)塞等关键部件失效分析1.1失效现象分析实践证明,液压设备柱塞等关键零部件失效现象主要有:(1)配合面尺寸超差。主要表现为柱塞因磨损或腐蚀等原因而使得镀铬层或堆焊层遭受破坏,导致配合面尺寸超差失效。(2)摩擦副严重损伤。主要表现为相关配...
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          液压设备配件柱(活)塞等关键部件失效分析

          1.1 失效现象分析

          实践证明,液压设备柱塞等关键零部件失效现象主要有:

          1)配合面尺寸超差。主要表现为柱塞因磨损或腐蚀等原因而使得镀铬层或堆焊层遭受破坏,导致配合面尺寸超差失效。

          2)摩擦副严重损伤。主要表现为相关配合面存在着较大尺寸的划痕、沟沟槽,或镀铬层、堆焊层剥落失效。

          1.2 失效机理分析

          究其失效原因,主要失效机理有以下三个方面:

          (1) 摩擦磨损失效。摩擦副配合面长期相对运动,因相互摩擦使零部件的表层损坏,从而导致其尺寸、形状、质量或表面状态的改变,从而造成相关零部件尺寸越差。

          (2) 应力破坏失效。这是由于液压设备系统内部的密封圈失效,使得介质中的硬质颗粒进入摩擦副,在使用过程中因强机械应力破坏而严重划伤或擦伤零部件,使得零部件失效。

          (3) 介质腐蚀失效。各种腐蚀介质的存在,在设备内部密封圈失效之后,各种具有腐蚀性的液体、固体、气体介质进入液压系统内部,长期腐蚀内部零部件而使得其腐蚀或锈蚀,导致零部件失效。

          实际上,上述三种失效机理同时存在着,而摩擦磨损和强应力划伤破坏是导致液压柱塞失效的主要因素。而介质腐蚀失效是次要因素。

          1.3现生产工艺存在的问题

          目前,液压设备柱(活)塞主要采用镀铬或堆焊工艺对液压柱塞等关键零部件进行生产,然而实践证明,采用上述工艺主要存在以下突出的现实问题:

           堆焊生产效率低。这是实践证明了的,严重地影响了批量生产能力。

           成品率低。液压柱塞等配件在使用过程中经常因强划伤(或擦伤)而产生大量的深划痕。这是由于:

          一是镀铬修复的厚度一般为在0.15mm以下,而深划痕有时可达1mm以上。对于深划痕或过大超差采用镀铬修复所不能及的。

          二是镀铬修复对工件表面前处理要求高,如果前处理达不到规定的除油除锈效果或被污染,那么可能会造成镀铬层剥落失效而影响修复件的成品率。

          三是堆焊产生的热应力导致工件变形或内部产生热裂纹,从而影响液压柱塞的产品品质。

           性价比低。主要是低的堆焊生产效率和成品率、高的生产成本,使得采用现有工艺性价比低,满足不了市场的需求。

          大型液压柱(活)塞等关键零件表面强化的具体要求

          2.1技术要求

           高的耐磨损性。通过表面处理技术,使得涂层的硬度达到HRC60以上,使液压柱塞的耐磨性高于钢材基体及传统强化工艺(堆焊和镀铬),体现出新型表面工程强劲的科技生命力。

           高的耐腐蚀性。具有强的抵抗介质腐蚀能力,不因介质腐蚀而产生锈蚀、腐蚀坑等缺陷。

           高的结合强度。涂覆的涂层与基体具有高的结合强度,能够经受强大的机械应力冲击,不因此而产生涂层剥落失效现象。

           稳定组织特征。通过表面修复技术,不能使基体温度超过相变温度而使组织结构发生变化,以*持钢材基体足够的强度和韧性。

           微小的线性变形。无论何种表面处理技术,不能够因机械应力及热应力使得液压柱塞产生大的线性变形。

           具有失效产品再制造能力。通过再制造,能使液压柱塞实现性能和尺寸的恢复能力,并使再制造产品的性能达到甚至超过新品。

           适用于各类特种直径与长度尺寸的液压配件。也就是说,需要一种技术,能够对特种辊类零件或轴类零件,如大直径或细长的液压配件进行强化处理,并*持基体原有的组织结构特种和力学性能,并确*表面金属层的超硬、高耐磨、与基体金属的高结合力。

          2.2功能要求

           高的生产效率。所采用的表面强化技术*须要求形成批量生产及再制造能力,具有极高的生产效率。

           优异的成品率。高的成品率能够降低生产成本,因此,优异的成品率是考核液压柱塞修关键零部件表面强化是否合理的重要指标,是实现产品稳定性和一致性的本质要求,反映液压柱塞批量生产及再制造能力。

           高的工艺一致性。高的工艺一致性意味着工艺稳定性、可重复性要强。而单纯靠人工或传统的表面强化技术是很难做到这一点的。*为重要的是通过设备的高自控性、高的参数一致性等来实现。

           流水作业能力。这是形成批量生产能力的内在要求。只有通过流水作业,才能实现批量生产,才能实现规范化生产。

           高性价比。通过新的表面修复技术,使液压柱塞新品生产及再制造的产品的耐磨性、耐蚀性明显高于传统工艺,从而极大地延长液压柱塞的使用寿命。高性价比是液压柱塞耐磨强化的根本要求,也是提高市场份额的必然。

          智能复合熔涂技术与液压柱(活)塞等强化要求的一致性

          正如前面所说,传统的镀铬、堆焊、火焰喷焊、激光熔覆、等离子喷涂等存在的问题,都不能够有效满足液压柱塞耐磨强化的功能和技术要求,因而严重地制约了上述技术在液压柱塞耐磨强化应用。实际上,智能复合熔涂技术正是解决辊类零件修复强化存在的突出问题而创新性地发展的一种表面处理技术。

          3.1满足耐磨强化的技术要求

           能够满足耐磨强化的*基本要求。高硬度和高耐磨性是液压柱(活)耐磨强化的*基本要求。智能复合熔涂技术提供的特种金属层厚度*高可达3mm。这样的工艺特征,不仅满足新品生产要求,而且无论尺寸超差的工件或存在的深划痕,采用该工艺技术能成功地实现尺寸恢复和缺陷修复,从而成功地实现产品的再造。

           能够满足耐磨强化的高性能要求。智能复合熔涂技术所制备的特种金属层,根据性能要求,通过选用材料可实现HRC20-65之间任何区段的硬度,达到规定的耐磨度;也可通过选用材料实现各种工况条件的防腐要求。采用智能复合熔涂技术,特种金属层与基体界面结合强度可达200MPa以上,可实现特种金属层与基体金属结合力。该技术在确*表面特种金属层的高性能的同时,基体材料内部具有低的温度,基体材料内部组织结构未发生相变,因此既可以确*基体组织的稳定性,又可以确*工件变形量*小。这是火焰喷焊、堆焊及激光熔覆技术所不能及的。

          3.2满足耐磨强化的功能要求

           不可比拟的生产效率和极低的生产成本。

          比如,直径为300mm,长1500mm的辊类,利用激光熔覆或者等离子喷涂技术需要5个小时以上,而采用智能复合熔涂技术,*多仅30分钟就可完成,使其生产效率得到突破性地提高,且生产成本极低。从这个意义上,随着该工艺的推广和成熟,可有效替代镀铬工艺。

           不可比拟的工艺一致性和极高的成品率。

          智能复合熔涂设备主要通过设备的自动化控制和参数的可重复性应用,可实现工艺过程的稳定性和一致性。这一点,对于液压柱(活)塞等关键零件具有更重要的现实意义。工艺过程的可重复性能够确*生产产品的质量一致性,能够达到高的成品率。在规范的生产过程控制下,可以实现成品率达到。

           不可比拟的流水作业性和极高的性价比。

          智能复合熔涂技术所采用的设备,通过流水化生产线的建立,容易实现产品生产的流水作业过程。这对于提高生产效率、确*生产产品的质量,具有同样重要的现实意义。采用该技术强化的液压柱(活)塞,具有高的耐磨防腐性、低的生产成本,长的使用寿命(至少比传统镀铬高5倍以上),因而具有优异的性能价格比。


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