1、中华人民共和国交通部指导性技术文件船舶机械零部件金属扣合修复工艺JT jZ 4006-80 北京1 982 中华人民共和国交通部指导性技术文件广一一一一-1I jm40i 1.a-t.J 船舶机械零部件金属扣合修复工艺本文件主要作为船舶机械铸铁件产生缺陷后需用金属扣合修复的指导性文件。-、金属扣合修复工艺的份提及其特点1. 金属扣合是修复铸铁机件裂纹，折断、松孔或其他缺陷的一项工艺。具有操作简便、成本低、质量可靠等优点，凡壁厚大于8mm的铸铁件一般可用此法修补。2.金属扣合工艺分波浪键法、螺丝密封法、加强扣合法三种，其应用范围如表10 表1方法适用范国波浪键法适用于承受一般载荷，壁厚在845m
2、m内的机件螺丝密封法适用于承受一般载荷，且要满足密封性要求的机件加强扣合法适用于承受高载荷，壁厚大于45mm的机件3.究竟采用何种方法，视机件的损坏程度和工作特征而定，必要时也可以二种或三种方法同时并用4.三种方法的特点:(1)波浪键法:即在垂直于机件裂纹或折断面的方向上加工出具有一定尺寸的波形槽，随后将由特殊合金材料制成的形状与波形槽相吻合的波浪键嵌入槽内，并在常温下钥击，使波浪键产生塑性变形而充满槽腔，借波浪键与波形槽的凹洼互相扣合，从而将损坏机件重新牢固地机械结合为一体，若波浪键嵌入前在表面涂一层薄的粘结剂则更为牢固可靠，如图10中华人民共和国主通部发布莞通部标准计量研究所提出1 981
3、年1月28日批准上海船厂起草共7页第2页JT jZ 4006-80 图1( 2 )螺丝密封法:这种方法实质上是按上述波浪键法修复后，再在二波浪键之间按一定顺序沿裂纹或折断面每间隔一定距离加工出螺孔，用涂以环氧树脂粘结剂(用于常温)或无机粘结剂.(用于高温)的密封螺钉旋入(密封蝶、钉要每每相割)，填满整个裂纹或折断面(也可以在两波浪键之间沿裂纹加工出一条与波浪键尺寸相应的波形槽，再将涂有粘结剂的波浪键嵌入)。从而不仅恢复了机体的刚性，且保证了裂纹或折断面的密封性，如图2。固2无机粘结剂配方:3-4元CuO.H昌升H3P04。( 3 )加强扣合法z即在垂直于机件裂纹或折断面的方向上加工出矩形空穴，
4、把相应深度、形状和大小的高强度矩形合金钢块嵌入。合金钢块与机件的连接是在沿着它们的结合线上加工出许多圆孔，圆孔之间保持lmm间隙(圆孔直径6-8mm)，再在圆孔中逐层填以合金材料制成的短销子。并在常温下进行锄击，从而使矩形合金钢块与机件牢固结合，如图3。JT jZ 4006-80 共7页第3页图3如有必要可沿着裂纹再加装波浪键，如图4。如果机件的损坏形式是局部破碎，即可将破碎部分予以切除，另铸造同样的形状和大小的局部，按上述操作工艺使之与机件连接成一体。图4二、材料5.金属扣合修复中，波浪键、密封螺丝、合金钢加强块及短销子所用的材料见表2。名称l所用材料波浪键l奥氏体镇铭钢。如oCr川i9，1
5、CrlsN i9, 1 Crl川Ti等低础课络不锈钢密封螺丝奥氏体操络钢。如OCrlSNi9、lCrlSNi9、lCrlSNi9Ti等低碳镖锋不锈钢短销子奥氏体镇络钢。如OCrlSNi9、lCrlSNi9、lCr18Ni9Ti等低碳操锋不锈钢合金钢加强块40Cr 允许用低碳钢代替6.低碳镇铅不锈钢具有塑性好，冷加工硬化性大等特点，经娜击后抗拉强度有很大提高(一般可增共7页第4页JTjZ 4006-80 加50%70侈，强度极限提高到120140kgfjmm2，屈服极限达到100120kgfjmm2，延伸率降至10%)。其强度可超过铸铁的数倍，因此机件修复后的实际承受载荷面积虽比机件损坏前小，但
6、却能使修复的机件恢复原来的工作能力。7.修复承受高温的机件时(如气缸、缸头等)，波浪键应选用Ni36或Ni42等低膨胀系数合金(因这类材料的膨胀系数和铸铁相近)。三、有关尺寸的计算和加工工艺8.波浪键的尺寸和制造z( 1 )波浪键的尺寸由颈部宽度b、凸缘直径d、凸缘间距l、厚度t等组成，如图5.而宽度b是最基本的数据，根据它可决定其他有关数据。如表3 b 3 4 5 6 d b坏A冲向飞j今叫fvV吃r-v图5口1m(1 .5-1.6) b (1 .8-2) b 常用尺寸:b=5; d=8; 1=10; t=5 表3(0.9-1.1) b (2)波浪键的凸缘数应尽量采用9个或7个，最少不得少于
7、5个。一般均为单数，在修复中，应使波浪键长短相间，如图6。这样可以改善机件受力情况，相应提高修复效果。图6JT jZ 4006-80 共7页第5页( 3 )波浪键可采用压模一次冷压加工成型或精密铸造等方法制造。(4)由于OCr18Ni9等材料具有加工硬化性，因此制成的波浪键在使用前需经热处理(如OCr18Ni9可在10501100oc炉中保温半小时，水冷处理后硬度约在HB为130左右)以降低其硬度，恢复塑性。9.波形槽的计算和加工:( 1 )在波形槽的加工中有两个数值是需要注意的，即槽深T和槽间距w(图7)。第一层T值可参考下列公式计算:T= (0.70.8) H 式中:H一一机件修复区域厚度
8、，mm。W值可按等强度公式求得z图7w=孚(去十1)式中zR一一波浪键例击后的抗拉强度极限，kgf/mm 2; g一一机件的抗拉强度极限，kgf/mm。第二层当T=O.8H时(即S=O.2H，S-一-支撑钥击的基底)上式可简化为w=O叫苦+1)W值不可过大，亦不能过小，应按实际受力情况决定，一般取30mm左右。如需用螺丝或波浪键密封时，则波形槽间距尚应考虑各密封螺丝相割的可能性以及密封波浪键的长度。( 2 )波形槽的深度T，除了按公式计算外，还要考虑波浪键的厚度t，当Tt时，可用数只波浪键嵌入槽内，逐只钥透。( 3 )波形槽的其余各部分名义尺寸均与波浪键相等，仅其加工公差不同，一般情况下键与槽
9、的间隙为O.lmm，最大允许间隙为0.2mm。(4)波形槽的加工在大多数情况下，可就地进行。若机件便于拆装或就地加工受环境限制时，亦可利用镜床，钻床来加工，若此则操作更为迅速方便。这时先以端面镜刀或平头钻加工出直径为d的各孔，然后以直径为b的端面镜刀镜通各孔即戚。10.娜击工艺z嵌键入槽后对其进行例击，钢击正确与否，直接影响修复效果。不合顺序的娜击会使裂纹扩张，例共7页第6贯JT /Z 4006-80 击过剧会使机件波形槽两端处产生裂纹或击穿基底，钥击不足又会使波浪键在工作一定时间后发生松脱或不能保证密封等。对波浪键的例击应按图8所示的顺序进行，即娜击强度应由两端逐步向中间减弱，至于娜击强度的
10、大小目前尚无科学方法测定，需通过实践予以掌握。重一一一-一轻一-一-1;图811.密封工艺z密封螺丝的大小，应按两波形槽间距和裂纹的大小情况决定。一般是M6M10，不宜过大或过小。如工件裂纹处的金属巳疏松，则应选用直径较大的密封螺丝或颈部较宽的波浪键。密封螺丝的拧入深度大致与波形槽深度相等。为保证密封，在嵌入波形键和拧入密封螺丝的前后，均需在波形槽和螺孔内填入粘结剂，拧入密封螺丝应遵循如下顺序:先将波形槽两侧密封螺丝拧好后，再在各空档内逐个拧入，各密封螺丝应彼此相割接触(相割量0.5lmm)，形成一条密封的金属扭带，如固9。四、修复步骤12.修复前的准备:( 1 )若采用就地修复，则先将周围妨
11、碍操作的零件拆除，使裂纹全部暴露在外，并有可供操作的地位。(2)携带的主要工具及用品z小型台钻一台，掷头一把，小胡钉枪一个，钢锯一把，小风磨机一个，cd五孔、七孔、九孔钻模各一个，厚度56毫米双刃铲刀一把，倒摸一个，密封螺丝丝锥数套，各式窄口凿子数把以及波浪键和粘结剂等。13.操作过程z( 1 )在裂纹末端钻止裂孔cd，以防止裂纹继续伸延。(2)从裂纹端部开始，在裂纹上打洋冲眼，间距为w。( 3 )用钻头，每隔w钻孔，其深度为(0.70.8)H。(4)将所需钻模横置在裂纹上并以一孔对正所占之孔，在其上插入一cd定位销钉，然后按钻模最远孔位置钻出第二孔，深(0,. 7 O .8) H。( 5 )
12、在第二孔中间插入一cd定位销钉，以固定钻模的位置，再按钻摸，钻出其余的cd各孔，深度同上。(6)用各型凿子，凿通各排钻出孔之间的金属，凿出宽b、深(0.70.8)H的横向沟槽。然后用倒刀修光侧面及修整底面，使较为平整并无过高要求，以同样方法加工出各排横向沟槽。(7 )用压缩空气吹净波形槽内残留金属屑，并用丙酣清洁之，然后在槽内四壁涂以无机粘结剂。(8)将第一块波浪键嵌入波形槽内，并用小风枪进行娜击，锄击程度应掌握恰当，钥击头需备有三种形式(图10)，凸缘处应先用凸圆例击头予以倒透，再用凹圆锦击头进行切击，其目的是使其边J1 jZ 4006-80 其7页第7页缘敛缝和表面平整，颈部因尺寸较小，一
13、般只需用扁平铺击头一次铺成即可。-(JID 面豆3口扫图9图10( 9 )第一块波浪键嵌平例妥后，再嵌入第二、第三和第四块波浪键，并逐层进行娜击。每层钢击都需清除积屑。以工序(6 )、( 7 )、(8)之同样方法，逐块嵌入及例妥波浪键。( 10 )如果要用螺丝密封法修补，则再在己倒妥波浪键的波形槽两侧顺序钻密封螺丝孔，深(0.70.8) H。( 11 )用丝锥攻丝，并在螺孔内塞入无机柑结剂。( 12 )密封螺丝旋入法:用扳手将密封螺钉(一端打成方头)旋入螺孔内。旋至底部后，用手锯按工作表面高度在螺钉上锯出痕口然后再继续旋入，至其折断为止。( 13 )先在波形槽两侧的螺孔内旋妥密封螺钉，再旋妥其余螺孔内的螺钉。( 14 )全部修复工作至此已毕，最后对修复部位用风动砂轮修整表面。C由luCCMN中华人民共和国交通部指导性技术文件船舶机械霉部件盒属扣合修复工艺JT /Z 4006-80 技术标准出版社出版北京复外三里河技术标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售开本880)(1230 1/16 印张3/4字数14，0001982年5月第一版1982年5月第-次印刷印数1-3，000 定价0.21元科技新书目20-132 书号I15169. 2-4310
