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原文传递曲轴表面修复的基础研究

论文题名：	曲轴表面修复的基础研究
关键词：	曲轴表面修复;锥形磨损;激光重熔;电刷镀;冷焊;金相组织观察
摘要：	随着经济的快速发展,中国汽车产量和保有量都在增加,随之产生的报废车辆也增加,因此汽车零部件的再制造成为经济发展的必然选择,也是国家大力支持的关键项目之一。汽车零部件的再制造在延长零部件使用寿命同时,还能减轻资源压力、减少环境污染、缓解就业压力,因此蕴含着巨大的经济价值和广阔的市场空间。　　曲轴在运转过程中,由于磨损、腐蚀、划伤而导致过早失效。由于曲轴附加值高,失效通性强,本文选取比亚迪股份有限公司生产的BYD473QB型发动机的曲轴作为研究对象进行表面修复研究。主要的工作和主要的结论有: 　　 1)本文基于BYD473QB型发动机曲轴的工作环境,分析主轴颈和连杆轴颈的受力情况,并对整体曲轴模型和单拐模型进行有限元强度分析,以及对各个受损部位的失效形式、磨损机理和磨损规律进行分析。结果表明:主轴颈和连杆轴颈在轴向和径向受力不均匀,容易造成轴颈部位的椭圆和锥形磨损;曲轴表面在圆角和油孔边缘存在应力集中,最大应力值达到113MPa,且表面处的应力比内部应力大得多,在交变载荷和油楔力的作用下,容易产生疲劳裂纹。　　 2)本文以正火态45钢为试验基体材料,通过超音速火焰喷涂+激光重熔自熔性镍基合金粉末、快速镍电刷镀、不锈钢冷焊三种修复试验分别对轴颈试样和表面裂纹试样进行表面修复,并分析修复工艺参数对修复层性能的影响。结果表明:相对于传统的热喷涂和激光熔覆技术而言,重熔层的组织均匀,熔接强度好,粗糙度较高,需要留有足够的加工余量;镀层表面均匀致密,粗糙度低;焊层的热影响区域小,几乎不留修复痕迹。　　 3)金相组织观察和结合强度检测的结果表明:重熔层与基体之间成锯齿形的冶金结合;快速镍镀层表面组织均匀致密,镀层与基体间没有明显的过渡层,可见以机械结合为主,冶金为辅,同时由于内应力表面存在微裂纹,且随着厚度的增加裂纹大小和数目均变大;焊层与基体由于闪温作用,固熔后成明显的冶金结合状态。　　 4)磨损试验结果表明:超音速火焰喷涂+激光重熔自熔性镍基合金粉末修复的试样和不锈钢冷焊修复的试样以小尺度的磨粒磨损为主,但冷焊层表面硬点所产生的细槽起到储存润滑油的作用,耐磨性有一定的提高;快速镍电刷镀修复的试样以粘着磨损为主,随着载荷的增加,裂纹愈加明显。　　通过对各修复层的组织和成分分析,以及各种性能的检测,各种表面修复均能基本满足曲轴的使用要求。因此热喷涂+激光重熔和电刷镀方法对于曲轴轴颈的表面修复是可行的,但是重熔层厚度不宜超过1mm,而刷镀层厚度不宜超过0.5mm;冷焊方法对于曲轴表面裂纹及局部缺陷是可行的。
作者：	黄荣立
专业：	车辆工程
导师：	刘怀喜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	郑州大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文