安（ān）偉1 王育欣1 王英傑2
（1.沈陽廣播電視大學理工學院，遼寧 沈陽（yáng），110003；2.沈陽綠島表麵技術開發中心，遼寧 沈陽，110000）
摘 要：發動機缸體是發動機中（zhōng）的基礎貴重件，其（qí）價值可占到整台發（fā）動機的四（sì）分之一以上，特別是（shì）進口缸體的價格更高。缸體修複具有重要的經濟意義。介紹修（xiū）複發動機缸體主軸承座孔尺寸的傳（chuán）統方（fāng）法，重點闡述（shù）鋅合金電刷鍍和鎳絲（sī）氬弧堆焊兩種新工藝修複技術以（yǐ）及在修（xiū）複過程中應注意的要點。
關鍵詞：缸體；主軸承孔；新工藝
0 前言
發動機缸體常出現的失效形式可（kě）大致分為四類。磨（mó）損類：主軸承座孔（以下簡稱座孔）、凸輪軸承座孔、止推座孔端麵（miàn）的磨損與“燒傷（shāng）”；變形類：主軸承（chéng）蓋（以下簡稱瓦蓋）受力內收變形導致止口鬆動，由於曲軸與連杆組（zǔ）件斷裂致使（shǐ）整個機體變形；蝕損類：由於氣蝕、水蝕造成缸（gāng）墊密封麵、濕式（shì）缸套凸緣密（mì）封（fēng）麵的（de）嚴重失（shī）效；孔洞裂紋類：由於連杆螺（luó）栓鬆動（dòng）脫落、活塞（sāi）組件出問題等原（yuán）因可損壞（huài）缸套孔或將缸（gāng）體不同部位打出孔洞或裂（liè）紋。對上述各種失效形式，大多均可采用傳統常規工藝進行修複。其中Z常（cháng）見的是磨損類和變（biàn）形類（lèi）失效（xiào）形式，也是Z有修複價值的。
1 傳統工藝恢複主軸承孔（kǒng）尺寸的方法
主軸承（chéng）孔（kǒng）常見的（de）失效形式是：主軸承蓋內（nèi）收變（biàn）形且造成其止（zhǐ）口鬆（sōng）動，致（zhì）使上、下（xià）半孔水平錯位（wèi）及座孔（kǒng）嚴重變形，其尺寸（cùn）、形狀、位置精度不同程度地超差，整個缸體變形也會引起座孔的變形和各道座孔之間的同軸度超限。
主軸（zhóu）承孔修（xiū）複（fù）的關鍵是恢（huī）複尺寸的工藝方（fāng）法。傳統的方法有以下幾種（zhǒng）：銅焊、噴塗、瓦背加大、鑲套（tào）和（hé）手工電弧鑄鐵堆焊。由（yóu）於銅焊需將缸體（tǐ）焊接處局部加熱至上千度，如此高的溫度對缸體造成的應力變形等破壞作（zuò）用是非常明（míng）顯（xiǎn）的；噴塗的結合強度不足30N/mm2，它經不起長時間活塞的往複運動所產（chǎn）生（shēng）的疲勞循環的“錘擊”效（xiào）應的作用，極（jí）易造成塗層脫落。實踐證明，銅焊和噴塗工藝修複缸體的方法是不可取的。瓦背加大（dà）的（de）方法是將座孔（kǒng）直（zhí）徑鏜大1mm，再使用（yòng）由（yóu）該發動機製造廠特製的瓦背直徑（jìng）加大1mm的主（zhǔ）軸承，其缺點就是在座孔磨損很小（例如0.10mm左右）的情況下，孔徑上也要鏜去1mm。如果座孔損傷嚴重或二次損壞，這個方法（fǎ）就無能為力了。鑲套法是將缸體半孔在半徑上（shàng）鏜去（qù）幾毫米，再將有加工餘量的半孔鋼套鉚在座（zuò）孔上，經過（guò）鏜（táng）削加工至標準尺寸。由於在主軸承和座孔之間又增加了（le）一（yī）層鋼套，這必（bì）然降低座孔導熱能力，加之軸瓦配合間隙（xì）不易控製，這樣就增（zēng）大了“化瓦”抱軸的可能性（xìng）。傳統工藝恢複座孔較常用的方法是（shì）采用（yòng）手工電弧堆焊。但該工藝對（duì）焊工的修複經驗和（hé）技術要求較高，且鑄鐵堆焊易產生大量氣體、咬邊和（hé）硬（yìng）點，這（zhè）會大大降低瓦背與座孔的接觸精（jīng）度和剛度，影響導熱，易產生“化瓦”抱軸的現象。堆焊（hàn）的應力與變形還易造成（chéng）軸承座孔嚴重變形失圓。
2 兩種適用工藝修複技術（shù）
2.1 鋅合金電（diàn）刷鍍
由於壓力（lì）磨損和緩慢變形引起的（de）座（zuò）孔超差，往往都不是很嚴重的，直徑上的超差值一般不大於0.5mm。恢複這類座孔尺寸的Z佳工藝就是（shì）金（jīn）屬電刷鍍，常用恢複尺寸的商品鍍液隻有鎳、銅兩種。可是這兩種鍍液都存在結合（hé）強度低且前者太硬、後者（zhě）太脆，隻能進（jìn）行手工刮研而不能進行鏜（táng）削加工。而手工修複是不可（kě）能保證座孔的形狀和位置精度的。
為解決這些難題，經過反複試驗，所研製出的鋅合金鍍液配（pèi）方是：
鋅（xīn）鹽 500克/升
鋁鹽 80克/升
添加劑Ⅰ 30克/升
添加（jiā）劑Ⅱ 24克/升
PH 4
該（gāi）鍍液不需鎳層打（dǎ）底（dǐ），可直接鍍在主軸承孔上。其刷鍍工藝、參數及注意事項與常規刷鍍相同。
2.2 鎳絲氬弧堆焊
該（gāi）工藝方法實質上是一種（zhǒng）鎢極氬弧焊，純鎳焊絲，手工操作，焊絲截麵積不要大於10mm2，焊前要特別注意加熱除油。這種（zhǒng）鑄鐵堆焊工藝的優（yōu）點是：操作簡便、不咬邊、無氣孔、焊層薄、無硬點、結合強（qiáng）度高。由於焊接電（diàn）流可控製在100A以內，故焊接應力變形明顯低於手工電弧焊。該方法適（shì）於堆焊造成內孔嚴重“燒傷”的座孔。
3 座孔修複工藝的要點
缸體座孔修複的主要工序是：檢查――確定方案――修複瓦蓋――預鏜孔――加熱除油――恢複座孔尺（chǐ）寸――鏜削座孔――檢查驗收。
3.1 瓦蓋修複的（de）要點。瓦蓋半孔尺（chǐ）寸的恢複（fù）分以下幾種情況：對於瓦蓋半孔隻（zhī）要“燒傷”不是很嚴（yán）重，都可以采用銑削安裝底麵的方法使半孔下沉從而產生加工餘（yú）量。但如缸體半孔需刷鍍，則（zé）瓦蓋不可如此鏜削，以（yǐ）免上下半孔硬度不等造成加工讓刀失圓。對於K38發動機瓦蓋Z好不要通過銑削安裝底麵而使半孔下沉太大。恢複K38發動機瓦蓋半孔尺寸較為合理的選擇就是：若孔徑超限較小，可選擇瓦蓋半孔下沉與刷鍍（dù）相結合的方法。
通常瓦蓋與缸（gāng）體止口均為過（guò）盈（yíng）配合，這是由止口的定位（wèi）作用（yòng）所決定的。做為安裝定位基準的底麵，一定要事先進行研磨加工以保證有足夠的接觸點。對於K38發動（dòng）機雙止口定位瓦蓋，應保證其（qí）兩個止口合理配合，上止口（kǒu）間隙應在0.01-0.03mm之間，下止口過盈量就在0.06-0.10mm之間。
3.2 預鏜孔。如（rú）果缸體上某首半座孔已下沉（chén），就（jiù）必須恢尺寸。若采用鋅合金電刷鍍，則上下（xià）半孔應一刀鏜出，且鏜量要（yào）盡量小（xiǎo）。注意不可隻鏜半孔，以免加工失圓和不便拋光。若采用鎳絲氬弧堆焊，則至少在直徑上要均勻鏜去1mm，以免焊（hàn）層硬度不均勻。
3.3 鏜（táng）削主軸承孔。除需全部（bù）座孔都（dōu）要修複外，一般不要在普通鏜床上加工座孔，因為在鏜床（chuáng）上雖可（kě）按（àn）非加工孔找正，但夾緊時又會破壞定位造成新的偏移，致使加工孔與未加工孔不同軸。座孔（kǒng）的加工Z好是在專用鏜瓦機上進（jìn）行（háng）。這種鏜瓦機的刀（dāo）杆與機床主軸柔性連接，機床精度（dù）對加工精度影響小。將兩個具有一定配合精度的定位套裝入間隔盡量遠的兩個標準座孔（kǒng）中，在（zài）這兩（liǎng）個定位套中插入刀杆，在要鏜孔的部位裝上刀頭，即可進行鏜削加工，尺（chǐ）寸（cùn）精度由對刀塊保證。這種加工方法的優點（diǎn）是隻要刀杆與定位套、定位套與（yǔ）座孔的配合合理，安裝麵清潔，便可保證鏜削的（de）座孔與定位（wèi）孔的（de）同軸度（dù）。
4 同軸度檢查實用方法
簡要介紹四種同軸度（dù）檢（jiǎn）查的實（shí）用方法（fǎ）：一是（shì）直接（jiē）裝上曲軸盤動，此法簡單易行，可滿足一般使用要求，為大多數修理工所采用；二是驗棒（長度要足夠，直徑Ф60左右即可）置於全部座孔中（zhōng），待自由擺（bǎi）停止後，向每道孔與驗棒之間（jiān）塞入0.02mm厚（hòu）的塞規，如果每道都不能（néng）塞入即可認（rèn）為該缸體的相（xiàng）鄰座孔和全（quán）部座孔同軸度誤差不大於0.02mm。還需將缸體轉過90°角度重複上述檢驗（yàn）步驟。此法既精確又簡便；三是（shì）檢（jiǎn）查環（huán）加塞規法。就是在鏜削座孔的刀杆上（shàng）加裝（zhuāng）一檢（jiǎn）查環，檢查環與刀（dāo）杆和座孔的配合間隙適當。將檢查環推入將要（yào）檢查的座孔中，用塞（sāi）規在其（qí）周邊塞入，根據塞入的情況判定同（tóng）軸度是否合格。此（cǐ）法對檢驗具的精度（dù）與配合間隙要求精確的設計與製造；四是按小於座孔下差（chà）0.04mm左右做一（yī）通長檢驗棒，裝入缸體半孔中（zhōng），將全部瓦蓋按規定的扭矩和緊固方法裝好，然後用測力搬手轉動檢驗棒，根據用力大小判定同軸度是否合格。如果事先（xiān）將驗棒塗上紅丹粉，可以對瓦蓋出現的高點進行刮研（yán），這也是該方法的一大優（yōu）點。
5 結束語
發動機是（shì）汽車（chē）、船舶、內燃機（jī）車等各種動力設備的心髒。缸（gāng）體（tǐ）則是發（fā）動機中的基礎貴重件，它的價值可占到（dào）整台發（fā）動機的（de）四分（fèn）之一以上，特別（bié）是進口（kǒu）缸體的價格（gé）更高。因此，缸體修複具有重要的（de）經（jīng）濟意（yì）義。據多年的探索和實踐，應用上述工藝修複K38發（fā）動（dòng）機缸體，為企（qǐ）業降低成本、提高效益做出了積極的貢（gòng）獻。
參（cān）考文獻：
[1]王龍山、於愛兵、陳思夫等，材料成形技術基礎[M].北（běi）京：清華大學出版社，2010.4.
[2]陳文雲、王宗舜（shùn），特種用途鑄件補焊（hàn）工藝試驗研究[J].中（zhōng）國船（chuán）舶工業行業協會文集，2008，11：121-123.
[3]賓勝（shèng）武，刷鍍技術[M].北京：化學工業出版（bǎn）社，2003：271-272
來源：《矽穀》2012年6期
