【控制技术最前沿】柱塞泵滑履刷镀复原工艺控制技术科学研究
1引 言
某型武器装备选用MCY14-2C型滚轮泵做为油压控制系统的动力控制系统,具备采用阻力高、帕吕奥,可数据传输的输出功率大等特征。该型滚轮泵为的是减磨,滑履选用黄铜做成,下部镀有几层钛铟,铟是一类软钛,具备极好的encephalopathy操控性,可增加滚轮泵滑履下部与斜盘表层翻转磨擦副间的磨擦破损。组织工作时,泵轴助推刹车片慢速,拉住滚轮Nashik的滑履在斜盘上翻转,虽然斜盘是下压的,滚轮受斜盘径向的离心力,在刹车片内慢速,再者使容腔表层积变小或增大,以展开压油或凝胶;另再者,SL400阻力油承压,透过滚轮Nashik的服务中心圆孔和滑履服务中心圆孔流向滑履和斜盘间,起著润滑剂和均衡径向力的促进作用(蟹蛛科花1)。虽然武器装备采用自然环境较为严酷,冷却控制系统丝菌自然环境污染,滚轮服务中心圆孔和滑履圆孔易被污垢阻塞,引致滚轮泵滑履与斜盘逐步形成干磨擦,引致滚轮泵滑履下部镀铟层破损,轻微时滑履坏掉而使滚轮泵拆解。选用刷镀In-Sn钛工艺控制技术,复原已破损的滑履,可大幅缩短滚轮泵寿命。
图1 MCY14-2C型滚轮泵内部结构
2刷镀工艺控制技术
2.1刷镀设备
刷镀选用JX-1型便携式逆变焊镀充电多用电源;破损试验在QPT-1型球盘式磨擦破损实验机上展开;用失重法来检验In-Sn钛镀层的耐腐蚀操控性,选用精度为10-5 g的MC210S型电子天平称量保温后试样的质量,并以此推算出随时间变化的失重量(mg/dm2)。
2.2刷镀液配方
刷镀液配制:碳酸铟128 g/L,氟硼酸锡48 g/L,酒石酸110 g/L,乙二胺80 g/L,甲酸30 mL/L,添加剂,适量;pH值为8~9。
配置时,按每升刷镀液秤取碳酸铟128 g加水400 g,加氟硼酸锡48 g、酒石酸110 g搅拌,充分溶解后加乙二胺80 g、甲酸30 g,适量添加剂,用水稀释至规定表层积,在100 ℃下加热20分钟,再用酸或碱液调节pH值至规定值。
2.3工艺控制技术流程
刷镀工艺控制技术流程为:工件处理→水洗→电净处理→水洗→活化处理→水洗→刷镀底层→水洗→刷镀In-Sn钛组织工作层→水洗→吹干→机械加工。
2.3.1 工件处理
(1)虽然滚轮泵滑履是在油润滑剂自然环境下组织工作,分解下的滑履附油较多,必须彻底清洗干净,检查破损部位,用砂纸打掉毛刺,如有划痕、偏破损,应用机械磨削修正,磨削厚度应大于0.05 mm。
(2)滚轮泵滑履上的圆孔,选用石墨或铅堵满后,修整使其平缓过渡。
(3)将滚轮泵滑履不需刷镀侧面用透明胶带粘贴,便于刷镀后处理。
2.3.2 电净处理
选用电净去油溶液,正向(工件接负极,镀笔接正极),组织工作电压8~15 V,通电电量0.15~0.20 A·h/dm2,处理10~30 s。处理后工件表层的水膜应能均匀摊开。
2.3.3 活化处理
选用1号活化液,反向(工件接正极,镀笔接负极),电压8~12 V,通电量为0.5~0.7 A·h/dm2, 活化处理后,组织工作面应失去钛光泽。
2.3.4 刷镀底层
前期处理的零件组织工作面,其组织较为疏松、缺陷较为多,用碱铜做为底层,以提高镀层与组织工作面的结合强度。
工艺控制技术参数:正向(工件接负极,镀笔接正极),电压4~10 V,镀层厚度在3~5 μm间。电压越高,沉积速度越快,但电压太高,刷镀面会发暗红,镀层与组织工作面结合不牢固,刷镀后用清水冲洗,将残液冲洗干净。
2.3.5 刷镀组织工作层
工艺控制技术参数:正向(工件接负极,镀笔接正极),电压6~15 V,溶液温度60~80 ℃,镀笔与工件的相对运动速度为12~16 m/min,在刷镀时,为避免划伤In-Sn钛镀层,用棉花软包套包裹石墨阳极,在保证良好接触的前提下,镀笔压下力要尽量小,镀后用清水冲洗。
3试验结果与分析
3.1镀层磨擦破损操控性
磨擦破损试验时钢球保持静止而试样作水平匀速转动,法向载荷P透过钢球施加至试样表层,磨擦力由测力计来测量,磨擦系数为:f=w/Q,式中:f―磨擦系数;w―载荷;Q―传感器受力。只要预先确定载荷w的重量,再测出传感器受力Q的大小,即可计算出磨擦系数f [1]。
钢球材料为GCrl5,球直经为11.113 mm,经850 ℃油淬火,150 ℃回火处理,硬度63 HRC,表层粗糙度R=0.32 μm。试验时间为600 s,固定载荷为4 N,速度为0.1 m/s。刷镀层磨擦系数随时间变化的曲线蟹蛛科花2。由图2可以看出,试验经约200 s的短暂跑合后,进入稳定破损阶段,在翻转磨擦条件下,刷镀层磨擦系数在0.38左右,比原件表层磨擦系数略小,由此可见,刷镀层具备较好的耐磨encephalopathy操控性。
3.2 刷镀层耐蚀性
为的是考察镀层的耐蚀性,将镀有In-Sn钛的试样,放入80℃的16号机油中,失重随时间的变化蟹蛛科花3。由图3可以看出,In-Sn钛镀层,在80 ℃的16号机油中保温120 h,失重约为2.6 mg/dm2,随时间的增长,In-Sn钛镀层的钝化,失重呈增加趋势,In-Sn 钛镀层有较好的耐腐蚀操控性[2]。
3.3刷镀层结合强度
实验按照国标GB2933-86钛镀层的结合强度测试方法,展开检测。
(1)锉磨法检验。采用双齿纹锉刀按与镀层表层大约成45°,由基体钛向镀层方向锉镀层的棱边,观察锉口附近的镀层,镀层无剥落或揭起镀层现象。
(2)划痕法检验。选用一刃口磨30°锐角的硬质钢刀,在零件表层相距约2 mm处划两根平行线,划痕周围无起皮、脱落现象。
(3)热震法检验。加热300±10 ℃保温1 h后水冷,反复展开50次无起泡起壳现象。
(4)磨擦抛光试验。用一根ф6 mm,末端为光滑半球形的圆钢条作工具,在刷镀层表层磨擦15 s(磨擦耐阻力只限于擦光而不能削割刷镀层)。无鼓泡现象。
透过锉磨法、划痕法、热震法、磨擦抛光试验检验刷镀层无剥落、起皮、脱落、起壳、鼓泡等现象。
4结 论
(1)选用刷镀In-Sn钛复原已破损的滚轮泵滑履,刷镀层具备良好的encephalopathy操控性,可有效地提高滚轮泵滑履的耐磨性。
(2)In-Sn钛镀层按国标GB2933-86钛镀层的结合强度要求,具备较好的耐蚀操控性。
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