摘要：康明斯公司介绍了柴油发电机曲轴失效原因与形式，叙述柴油发电机曲轴进行尺寸恢复时应用的表面修复技术，针对柴油发电机曲轴不同磨损情况，结合表面修复技术特点，通过表面修复技术综合分析对比，提出失效柴油发电机曲轴进行修复时应采用的表面修复技术。


曲轴是柴油发电机中传递动力重要的高速运转部件之一，对柴油发电机可靠运行起着至关重要的作用。在工作过程中，常由于柴油发电机曲轴失效而导致机器不能正常工作。合理选择表面修复技术对失效柴油发电机曲轴进行修复，恢复曲轴使用性能，延长曲轴使用寿命，充分挖掘柴油发电机曲轴的潜在价值非常必要。

 

一、柴油发电机曲轴失效形式与原因
1、磨损。

柴油发电机曲轴在工作中承受着冲击载荷和循环应力，使轴瓦摩擦副产生摩擦磨损，轴颈圆度和圆柱度超差而使柴油发电机曲轴失效。
2、烧伤。

轴瓦摩擦副润滑不良或机油压力不足发生抱瓦现象，使轴颈表面产生烧伤退火。
3、擦伤。

机油不清洁，润滑油中有硬质颗粒致使轴颈表面产生划痕。

 

二、常用表面修复技术
1、高速电弧喷涂技术修复柴油发电机曲轴
根据柴油发电机曲轴材质及轴颈表面硬度选取喷涂材料及制定工艺规范，打底层选镍包铝，3Cr13耐磨涂层为工作层。
工艺流程为：喷前检查→喷前表面预处理→涂层设计→按工艺规范实施喷涂→喷后处理→涂层机械加工→质量检测→包装入库或发运。
修复后涂层与基体之间主要是机械结合，结合强度为3～5 kg·cm-2，硬度HRC35～45，耐磨性能比较好。涂层中存在气孔、氧化物夹杂以及残余应力。
2、等离子喷涂技术修复柴油发电机曲轴
根据柴油发电机曲轴材质及轴颈表面硬度，选取喷涂粉末和制定工艺规范，过渡层选镍包铝粉，工作层选镍铬硼硅系列粉。
工艺流程为：喷前检查→喷前表面预处理→涂层设计→按工艺规范实施喷涂→喷后处理→涂层机械加工→质量检测→包装入库或发运。
修复后涂层与基体之间的结合强度可达到5.5～7.0 kg·cm-2，硬度HRC35～50，耐磨性能比较好。涂层气孔率≤2%，存在残余应力。
3、无刻蚀低温镀铁技术修复柴油发电机曲轴
氯化亚铁电解液作为镀液，采用对称脉冲活化机理工艺施镀，根据柴油发电机曲轴材质及轴颈表面硬度，制定工艺规范。
工艺流程为：镀前检查→镀前预处理→按工艺规范施镀→估时测量→镀后处理→质量检测→包装入库或发运。
修复后镀层与基体结合强度25～30 kg·cm-2，镀层硬度HRC45～55，镀层耐磨性能比较好。
4、激光熔覆技术修复柴油发电机曲轴
根据柴油发电机曲轴材质及轴颈表面硬度，设计熔覆层成分、选择熔覆粉末以及制定工艺规范。
工艺流程：熔覆前检查→熔覆前预处理→选择铁基自熔性合金粉末→装夹待修复柴油发电机曲轴→编制熔覆程序→同轴送粉→氩气保护熔池→按工艺规范进行熔覆→熔覆后处理→质量检测→包装入库或发运。
修复后熔覆层与基体为冶金结合、组织致密、无夹渣、无气孔，熔覆层硬度HRC17～70，耐磨性非常好，修復工件无变形。

三、常用表面修复技术对比与分析
1、高速电弧喷涂技术修复柴油发电机曲轴
涂层与基体之间结合强度和涂层表面硬度比较低，涂层中有氧化物夹杂而且孔隙率比较高，修复材料在喷涂过程中损耗大，但是，它生产效率高，修复周期短。对于小马力柴油柴油发电机曲轴，轴颈磨损量0.50～1.20 mm内，采用高速电弧喷涂技术修复，能满足其使用要求，从经济性考虑比较合理。
2、等离子喷涂技术修复柴油发电机曲轴
涂层组织致密，气孔率≤2%，生产效率比较高，修复周期短。对于大中型、轻负荷柴油柴油发电机曲轴，轴颈磨损量0.50～1.00 mm内的修复，从可靠性、使用性、经济性方面考虑，选择等离子喷涂技术比较合理。对于大马力、重载荷柴油发电机曲轴，由于涂层中有气孔和残余应力存在，使得涂层耐磨性能下降比较快，影响柴油发电机曲轴工作可靠性和使用寿命，所以，大马力、重载荷柴油发电机曲轴修复尽量不选择此工艺。
3、无刻蚀低温镀铁技术修复柴油发电机曲轴
镀层与基体之间结合强度、表面硬度比较高，镀层耐磨性能比较好，对于大中型、轻负荷柴油柴油发电机曲轴，轴颈磨损量0.30～2.00 mm内的修复，镀层机械性能满足其使用性能和工作性能要求，工作可靠、使用寿命延长，修复周期短、成本低，经济效益好。对于大马力、重载荷柴油发电机曲轴进行修复时，由于镀层存在氢脆现象和表面晶界裂纹，承受重载荷时镀层耐磨性下降，柴油发电机曲轴使用寿命有所降低，所以，不适合修复大马力、重载荷柴油发电机曲轴。
4、激光熔覆技术修复柴油发电机曲轴
可通过不同合金粉末混合进行熔覆层成分设计，可得到致密、冶金结合涂层;修复工件不变形;熔覆层表面硬度根据选择熔覆粉末确定，轴颈恢复尺寸不受磨损量限制，所以，激光熔覆修复技术优于其它表面技术。特别适合对大马力、重载荷以及进口大型农业机械柴油发电机曲轴的修复，修复后柴油发电机曲轴工作可靠性、使用寿命都有所提高，而且修复周期短，经济效益高。

综上所述，不管采用那种表面技术对柴油发电机曲轴进行尺寸恢复，最终目的是恢复柴油发电机曲轴使用价值，即工作可靠、耐磨性好、使用寿命长。在进行修复质量对比的同时，也要进行经济效益的对比，以便正确选择表面技术进行修复。合理选择表面技术对失效柴油发电机曲轴进行修复非常必要，特别是对大马力、重载荷以及进口大型农业机械柴油发电机曲轴的修复，经济效益、社会效益十分显著。

 

 

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