齒輪是許多機器的關(guān)鍵部分，如果他們磨損和腐蝕，無法修復(fù)，那么就可能是一個昂貴的費用更換他們。SIFCO ASC的北美銷售經(jīng)理Mark Meye在本文中解釋了如何刷鍍可以幫助防止齒輪損壞，現(xiàn)在的過程可以用來恢復(fù)磨損或腐蝕的齒輪部件。

　　當(dāng)齒輪質(zhì)量問題發(fā)生后，維修工程師最清楚如何修復(fù)它們以及所帶來的成本。在制造階段，盡管有現(xiàn)代的加工中心，零件也有可能會發(fā)生尺寸過小的情況，無論是在發(fā)生孔、齒或軸。這些尺寸缺陷的程度通常很小，但再制造整個零件的成本將是令人望而卻步的。在運行時，齒輪經(jīng)常受到惡劣的環(huán)境，每天在灰塵條件下運行，，磨損和腐蝕是常見的問題。

　　對于小尺寸的齒輪相比，更換這些組件在許多情況是可以容忍的。然而，在大型設(shè)備中，如土方搬運、工業(yè)或船舶機械，維護工程師必須考慮的不僅僅是資本支出。不僅是資本成本更大的齒輪更高，但也有停機，導(dǎo)致機器退出服務(wù)，可以使更換這些零件真正的成本非常高。事實上，停機時間是任何企業(yè)可能面臨的最大成本之一。在英國，機器停機每年給制造商造成超過1800億法郎的損失(來源:制造商)。這項由Oneserve進行的研究發(fā)現(xiàn)，每年制造業(yè)中有3%的工作日因為機械故障而損失。83%的受訪者還表示，他們每年至少更換一次機器，這無疑會帶來巨大的財務(wù)影響和運營成本，也就是說，降低維護成本是至關(guān)重要的，像齒輪這樣的機械部件可以盡可能長時間地使用，而且，如果需要，它們可以快速有效地修復(fù)。

　　刷鍍或選擇性電鍍，是否有一種被證明具有成本效益的構(gòu)建方法，使齒輪回到其原始規(guī)格，幫助延長其使用壽命。

　　選擇性電鍍工藝

　　選擇性電鍍，如行業(yè)領(lǐng)先的SIFCO工藝，是一種經(jīng)過驗證的，有效的，經(jīng)濟的表面處理修復(fù)方式。SIFCO過程是一種便攜式電鍍方法，用于增強，修理，和翻新制造的組件局部區(qū)域。

　　這個過程使用基本的電化學(xué)原理。一種含有待沉積金屬離子的電解質(zhì)溶液被引入待鍍帶負(fù)電荷的部分和帶正電荷的電鍍工具(或陽極)之間。一個便攜式powerpack提供所需的直流電，并允許精確控制電流，電壓和電鍍時間，以獲得高質(zhì)量和準(zhǔn)確的電鍍結(jié)果(圖1)。

圖1

　　當(dāng)陽極接觸要電鍍的部件表面時，電路就完成了。合適的圍繞工具的包裹提供了一個儲液器，以均勻分布電解質(zhì)。電流使電解液中的金屬離子與零件表面結(jié)合，形成電鍍層。結(jié)果是形成一個高度粘附和密集的金屬電鍍。要沉積的金屬或合金可以從50多種不同的溶液中選擇，這使得電鍍材料可以根據(jù)需要的電鍍性能進行調(diào)整。

　　電鍍可以用于多種用途，如修復(fù)局部缺陷或?qū)?nèi)徑(ID)或外徑(OD)恢復(fù)到原來的尺寸。電鍍還可以在需要的地方增強耐磨性或耐腐蝕性——甚至在一些新部件制造過程中無法實現(xiàn)的區(qū)域，以及需要修理的位置，以及需要鍍多少材料，因為這將決定選擇性鍍是否合適。下面的例子說明了在一個用于露天采礦的拖纜挖掘機小齒輪的兩種類型的修復(fù)。

　　用選擇性電鍍修補損壞的小齒輪

　　與大型齒輪制造和維修專家Horsburgh &Scott Co.合作，SIFCO ASC的電刷電鍍解決方案用于修復(fù)這個齒輪的直徑16英寸×長5英寸軸承軸頸的兩個缺陷。它們是由于軸承卡住而造成的，軸承損壞了閥座，在拆卸軸承時也產(chǎn)生了凹痕。

圖2

　　這被認(rèn)為是一個很好的選擇性電鍍應(yīng)用，因為溝槽相對較淺，可以用100%的工具接觸快速填充銅。在尺寸不足的情況下，只需要0.006英寸厚度的鎳。

　　由于焊接過程中金屬固有的熱量和相關(guān)的結(jié)構(gòu)變化，焊接填補缺陷通常不會被作為一種選擇。同時，加工整個直徑去除缺陷會使直徑小于0.060英寸，所以這也被排除了，因為它會使零件不適合在這么高的電鍍厚度。

　　對于調(diào)整尺寸的礦床，該部分要求的礦床約30洛氏硬度;鎳被選來滿足這一要求首先，有選擇地填充鑿孔，用銅把它修復(fù)到整個外徑。

　　首先在軸承軸頸上鍍0.001厚度的銅，然后進行缺陷修復(fù)，用電鍍陽極覆蓋整個長度的鑿痕，縮短了電鍍時間。用三層銅和手工加工來填補缺陷;最后一層與外徑齊平。

　　一旦挖缺陷修復(fù)整個OD被帶回大小通過電鍍0.006”厚度的鎳兩個缺陷的修復(fù)后,零部件將會是像新的一樣,準(zhǔn)備好接受一個新的軸承,使設(shè)備再次準(zhǔn)備行動。

　　涂層沒有影響齒輪強度,耐用性和規(guī)范

　　如前所述，在大型應(yīng)用中使用的齒輪如果損壞，更換費用極為昂貴。在許多情況下，刷鍍可以使齒輪部件恢復(fù)到其標(biāo)稱規(guī)格，在某些情況下，甚至超過了原始材料的性能。

　　用電刷電鍍，修理常用的電鍍材料是鎳，其他材料如鈷也都是流行的，而某些合金，如鎳鎢合金或鎳鈷合金可以提供自己獨特的性能。通過選擇適當(dāng)?shù)某练e參數(shù)，鎳的晶粒結(jié)構(gòu)可以受到影響，以維持所需的性能，如硬度和耐腐蝕性，從而使其能夠承受齒輪的日常運行。

　　對于被動齒輪，最常見的維修是軸，軸承軸頸和孔，在某些情況下，局部損壞的齒也可以考慮。對于齒輪，將看到腐蝕環(huán)境，孔和外部機械加工表面，不能噴涂時也鍍新的，以提高耐腐蝕性。

　　現(xiàn)場選擇性電鍍降低了成本

　　工程師面臨的維修齒輪的另一個考慮，是如何維護可以實現(xiàn)最少的成本。維修過程中的成本費用上升，主要包括將齒輪運送到作業(yè)車間，拆卸和重新組裝齒輪，以及修理本身，然后還有間接成本因素，如中斷，停機和損失生產(chǎn)力。

圖3

　　通常,太大的齒輪簡單替換也很耗費，很容易拆卸和不切實際的和昂貴的非現(xiàn)場維修，停機時間也延長。由于需要齒輪和機械分離，等待修理，和發(fā)回重新組裝，電刷鍍克服了這些障礙。在許多情況下，技術(shù)人員可以評估齒輪的損壞情況，并在現(xiàn)場進行維修(圖2)。這就是鏟斗挖掘機上的齒輪修復(fù)的情況(圖3和圖5)

圖4

　　霍斯堡 & 斯科特公司公司說："SIFC CASC是一個良好的合作伙伴，他們的現(xiàn)場工作能力非常有吸引力。多年來，他們幫助我們找到了最有效的方法來維修和維護我們的客戶的設(shè)備，這已經(jīng)節(jié)省了數(shù)千美元的停機時間，并節(jié)省了人力時間。

　　在這個應(yīng)用中，SIFCO過程延長了齒輪的工作壽命，并提高了由于工件上的鎳涂層的性質(zhì)的故障率。相比之下，更換齒輪的制造和材料成本將是過高的，而且還會造成數(shù)周的停工時間。

　　單邊刷鍍齒輪修理問題

　　雖然表面上簡單，齒輪是復(fù)雜的組件，一旦他們開始磨損，而在服務(wù)可以是一個更復(fù)雜的工作，以修復(fù)他們。

圖5

　　維修必須考慮周到，并正確執(zhí)行，齒輪必須保持足夠的強度，以處理日常操作或設(shè)置，它存在。否則，在考慮到停機時間和損失的生產(chǎn)成本后，它的成本甚至?xí)^整修的初始成本。

　　刷鍍提供了一個許多齒輪修理工作多功能，靈活的解決方案。隨著能夠進行現(xiàn)場維修(圖4)，選擇電鍍的SIFCO過程是非常有效的。選擇性電鍍的精確性意味著它可以準(zhǔn)確地應(yīng)用電鍍材料，并且僅需很少的時間就可以建立，不像其他的修復(fù)方法，后加工或處理齒輪經(jīng)常是不需要的，因為電鍍可以達到該尺寸。由于該工藝溫度較低，不存在改變基材結(jié)構(gòu)及其性能的風(fēng)險。