32. 内燃机车铝合金油封薄壁无变形-低缺陷-高性能增材修复应用
申报企业/单位:中车工业研究院
新应用
726
2000

产品简介

随着时代的发展和社会经济的进步,我国交通运输事业发展迅速。内燃机车作为一种重要的运输车系,对于我国经济的发展做出了突出的贡献。在使用过程中,内燃机车油封件因与曲轴轴颈接触摩擦导致油封壁磨损,曲轴轴颈和油封密封环间隙逐渐加大,导致漏油问题,不仅加大机油的消耗量,同时机油甩出将加大机车维护和保养难度,对机车的正常运转产生不利影响。因此,对内燃机油封薄壁磨损部位进行增材修复,恢复其原始尺寸及性能能够有效延长零件使用寿命,挽回不必要的经济损失和时间损失,提高资源的利用率,符合我国可持续发展的战略。

以高能激光束为热源的激光熔覆修复再制造技术,具有热输入少,热影响区小,熔覆组织细小,易于实现自动化等优势,可解决传统电焊、氩弧焊等热加工过程中的热变形、热疲劳损伤等技术难题,及传统电镀、喷涂等冷加工过程中与基体结合强度差的矛盾。本应用采用该技术,结合本单位(中车工业研究院)自主研制的低氧含量、高球形度、低空心粉率及高松装密度高强铝合金粉末,对内燃机铝合金油封薄壁进行控形-控性精准修复。修复样件无开裂,机加工后无变形,无肉眼可见气孔,无损探伤及三坐标检测均合格,且修复后抗拉强度达原母材强度的80%以上,现装车运行良好



产品优势

为解决内燃机铝合金油封件磨损问题,通常采用电弧送丝增材修复方式对其进行修复。电弧送丝修复铝合金所采用的商用铝合金丝材表面含有大量氢原子,在修复时易形成大量尺寸大、数量密集的气孔缺陷。且铝合金油封壁厚较薄(约6.1 mm),电弧增材修复方式热输入大,容易导致加工变形,同时渗透在零件内部的机油在循环热输入作用下将在零件表面渗出从而加剧密集-大尺寸气孔的形成,机加工后肉眼即可见。

高性能的修复材料是提升再制造产品性能的关键。结合本单位自主研制的低氧含量、高球形度、低空心粉率及高松装密度高强铝合金粉末,充分发挥激光熔覆修复高能密度、低热输入技术优势,修复过程中未发生内部机油反渗现象,修复后的油封件表面光亮平整、无开裂,机加工后未发生变形,无肉眼可见气孔缺陷,修复后抗拉强度达原母材强度的80%以上,无损探伤及三坐标检测均达到可装车运行标准。修复件现均已装车,自运行以来状态良好。


产品参数/型号

内燃机铝合金油封整体尺寸:长937 mm,宽710 mm

磨损油封壁尺寸:直径395 mm,厚约6.1 mm

激光熔覆修复工艺参数:光斑尺寸:1.2 mm

                      送粉方式:同轴环路送粉

                      激光功率:1600-1800 W

                      扫描速率:400-800 mm/min

                      送粉速率:0.2-0.3 rpm

                      搭接率:40-50%