面向汽車驅動橋殼半軸套管再制造的電刷鍍技術

發布時間：2018-10-09 10:34

摘要: 為了研究最適合用于汽車驅動橋殼半軸套管表面擦傷和腐蝕磨損再制造的電刷鍍工藝， 采用不同電刷鍍工藝參數在 40Mn 鋼半軸套管上制備電刷鍍修復層， 測試不同工藝條件下的鍍層沉積速度和質量，并得出其變化規律。結果表明: 刷鍍電源占空比為 70% 的脈沖電刷鍍工藝能有效地降低鍍筆陽極和包套的磨損，獲得較高的再制造效率， 所得鍍層結合力大， 硬度高于半軸套管基體材料，表面比直流電刷鍍層更加平整、致密，晶粒也更為細小，能夠滿足汽車驅動橋殼半軸套管表面擦傷和腐蝕磨損再制造的要求。
1 半軸套管損傷概況及鍍液選擇
汽車驅動橋殼在工作中由于油質污染、磨粒磨損、軸承及油封拆卸等原因，半軸套管油封處和內、外軸承配合面會產生局部軸向磨損和淺拉傷，從而造成配合的失效。雖然復合納米新型鍍液具有提高鍍層硬度、細化鍍層晶粒等優點，但價格昂貴，綜合考慮再制造的經濟性，選用特殊鎳作為底層，堿銅作為夾心層，快速鎳作為工作層進行電刷鍍再制造實驗。
2 電刷鍍前處理
良好的刷鍍前處理是獲得合格結合力的保證。受損后的半軸套管表面會出現劃痕和擦傷，造成待鍍表面的不平整。首先依次采用 60#和 180#的砂帶打磨去除半軸套管表面疲勞受損層。結合廢舊半軸套管的油污構成，自行配制含有非離子表面活性劑但不含有 P的水基綠色清洗劑， 利用 JK-250DB 超聲波清洗機配合所配清洗劑， 在 60 － 70℃ 下清洗 3min， 并用無水乙醇擦拭清洗后的待測面，即可高效、綠色、經濟地去除半軸套管上夾雜著大量灰塵的齒輪油和潤滑油。
3 鍍層結合力
鍍層的結合力是評定使用性能的最重要指標，如果結合力的測試不合格， 即使其它性能再優越， 該鍍層也無使用價值。采用銼削法檢測鍍層結合強度，將試樣夾在臺鉗上， 用一種粗齒扁銼由基體橫截面向鍍層方向銼，銼刀與鍍層表面大約成 45°角。實驗結果表明: 當鍍層厚度較小時，直流和脈沖電刷鍍層均未發現起皮和剝落現象; 當鍍層厚度超過0. 2mm 時，由于直流電刷鍍過程中張力過大， 將導致鍍層裂紋的出現，龜裂嚴重，刀銼處鍍層起皮脫落， 結合力差。脈沖電刷鍍刀銼處鍍層粉狀碎落，未見脫落現象，依然保持了較高的結合強度，說明一定占空比下的脈沖電源可以獲得明顯大于直流電源的最大可鍍厚度，在鍍層較厚時，其結合力也更為可靠。由于脈沖電刷鍍有助于改進鍍層性能， 從而獲得鍍層與基體間更為可靠的結合強度， 增加鍍層最大可鍍厚度， 在實際電刷鍍再制造過程中刷鍍電源的占空比不宜取的過大。
4 結論
通過上述一系列實驗， 研究了汽車驅動橋殼半軸套管表面再制造的電刷鍍修復層， 在不同工藝條件下的鍍層結合力、沉積速度以及鍍層硬度， 并對不同工藝條件下的鍍層進行了能譜分析和 XRD 測試，同時觀測了鍍層的表面形貌。得出如下結論:( 1) 綜合考慮不同工藝條件下的鍍層沉積速度和鍍層質量，電源占空比為 70% 左右的脈沖電刷鍍，最適于汽車驅動橋殼半軸套管的再制造。( 2) 脈沖電源比直流電源獲得的鍍層表面更加平整，晶粒更為細小，所得鍍層質量優于直流電源。( 3) 鍍層沉積速度會隨著刷鍍電源占空比的升高而加快，但是過大的占空比將導致鍍層質量的下降和鍍筆陽極磨損的加劇， 過小的占空比由于沉積速度過低又將失去實際應用價值。( 4) 直流和脈沖電刷鍍層硬度均高于基體， 但脈沖電刷鍍可以獲得更大的鍍層表面維氏硬度。