一種氣動扳軸和扳軸頭及其制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于氣動扳軸制造與再制造技術(shù)，涉及一種新材料、新工藝在氣動扳軸制造與再制造中的應用。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動扳軸廣泛應用于現(xiàn)代機械制造、船舶制造、汽車制造等許多領域，如汽車制造業(yè)中整車裝配近百分之九十的聯(lián)接形式采用螺紋聯(lián)接，這些聯(lián)接大多采用氣動擰緊工具進行裝配或拆卸。氣動擰緊工具將氣動馬達輸出的旋轉(zhuǎn)運動進行相應的轉(zhuǎn)化，通過機械式離合器及行星齒輪組、摩擦片式離合器及行星齒輪組、液壓油缸、扭力桿及錘打塊組等傳動件后，最后變化為扭力桿即扳軸的旋轉(zhuǎn)和直線運動，實現(xiàn)對螺紋聯(lián)接的擰緊或拆卸?，F(xiàn)有扳軸制造方法是先整體切削加工成型，再進行表面滲碳熱處理。由于扳軸不停的離合、受壓或扭矩轉(zhuǎn)變，故易受疲勞破壞。尤其是扳軸前端頭工況惡劣，反復受到?jīng)_擊、打壓，既要承受強大的沖擊力，又要承受巨大的扭矩，導致磨損、開裂而失效。對失效件進行再制造，根據(jù)文獻檢索，為提高扳軸壽命，以往見諸報端的均囿于扳軸材料、熱處理工藝等方面的改進，對廢舊扳軸回收再利用的還沒有一項專利發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了實現(xiàn)廢舊扳軸循環(huán)再利用，本發(fā)明提供了一種對失效扳軸進行修復再制造的方法，即設計了一種扳軸和扳軸頭及其制造方法。
[0004]一種氣動扳軸和扳軸頭，所述扳軸頭焊接在扳軸體的端部，在所述扳軸體端部設有軸向盲孔，所述軸向盲孔用于連接所述的扳軸頭；在所述扳軸頭上設有工作段與連接段，所述連接段插接在與所述的軸向盲孔內(nèi)，其特征在于:在所述扳軸頭的工作段上設有方頭段、曲面段與圓柱段三個部分，在所述方頭段、曲面段上設置鎳基復合梯度涂層，所述涂層與所述的圓柱段平滑連接，所述梯度涂層梯度涂層厚度0.5?2mm，方頭段、曲面段上涂層平滑過渡。
[0005]一種氣動扳軸和扳軸頭的制造方法，其特征在于，包括如下步驟:
I)廢舊扳軸的加工:對方頭斷裂的廢舊扳軸在靠近曲面的圓柱部位切去失效端頭，在剩余的扳軸體的切面加工軸向盲孔，盲孔尺寸與扳軸頭連接段匹配。
[0006]2)扳軸頭的加工:采用原扳軸同類材料或淬透性更好材料的鍛造毛坯加工，保證扳軸頭與剩下扳軸體匹配。
[0007]3 )預處理:對扳軸頭、扳軸體表面及盲孔除油，采用噴砂或打磨的方法去除表面氧化層。
[0008]4)扳軸頭制備鎳基復合梯度涂層:對加工的扳軸頭表面采用超音速等離子、或火焰、或電弧噴涂制備適合氣動扳軸服役工況的耐磨、耐蝕和抗疲勞的復合梯度涂層，即以扳軸頭為基體，在該基體表面的復合梯度涂層采用超音速等離子、或火焰、或電弧噴涂而成，所述的復合梯度涂層包括位于基體表面的過渡層，位于過渡層表面的中間層，以及位于中間層表面的耐磨、抗疲勞的工作層。
[0009]其中噴過渡層厚度0.1?0.3mm，中間層厚度0.2?0.5mm，工作層層厚度0.3?1.2mm0
[0010]5)裝配:將噴涂好涂層的扳軸頭與扳軸體裝配。
[0011]6)真空釬焊:采用真空釬焊的方法將扳軸頭與扳軸體固定連接成整體，同時對扳軸頭表面的涂層進行重熔處理。
[0012]7)修型:研磨修型。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將現(xiàn)有扳軸表面滲碳工藝改為采用超音速等離子噴涂-真空釬焊熔覆鎳基復合梯度涂層，涂層與基體形成冶金結(jié)合，涂層耐磨性比滲碳層的耐磨性能提高5?10倍，再制造產(chǎn)品性能優(yōu)于原產(chǎn)品。本發(fā)明既適合失效件的修復，也適合新品的加工。對失效件進行再制造，不僅使扳軸的外形得以修復，而且整體性能提高，延長使用壽命；通過再制造“變廢為寶”，這對工業(yè)過程中的材料回收循環(huán)再利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)資源、能源節(jié)約型目標具有重大意義。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的氣動扳軸和扳軸頭的制造方法工藝流程圖；
圖2為氣動扳軸結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1為扳軸體，1-1為軸向盲孔，1-2為扳軸后翼，2為扳軸頭，2-1為方頭段，2-2為曲面段，2-3為圓柱段，2-4為連接段；
圖3是本發(fā)明方法工藝中復合梯度涂層的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
一種氣動扳軸和扳軸頭，所述扳軸頭2焊接在扳軸體I的端部，在所述扳軸體I前端部設有軸向盲孔1-1，后部是扳軸后翼1-2，所述軸向盲孔用于連接所述的扳軸頭2 ;在所述扳軸頭2上設有工作段與連接段，所述連接段插接在與所述的軸向盲孔內(nèi)，如圖2所示，其特征在于:在所述扳軸頭的工作段上設有方頭段2-1、曲面段2-2、圓柱段2-3與連接段2-4，在所述方頭段、曲面段上設置鎳基復合梯度涂層，所述涂層與所述的圓柱段平滑連接，所述梯度涂層梯度涂層厚度0.5?2mm，方頭段、曲面段上涂層平滑過渡。
[0016]一種氣動扳軸和扳軸頭的制造方法，實施例1 對扳軸方頭斷裂修復的具體實施步驟為:
I)廢舊扳軸的加工:對方頭斷裂的廢舊扳軸在靠近曲面的圓柱部位切去失效端頭，在剩余的扳軸體切面加工軸向盲孔，盲孔尺寸與扳軸頭連接段匹配，并適合真空釬焊的連接方式。
[0017]2)扳軸頭的加工:采用原扳軸同類材料或淬透性更好材料的鍛造毛坯加工，保證扳軸頭與剩下扳軸體匹配，扳軸頭外形尺寸預留涂層厚度，如圖2所示。
[0018]3)預處理:對扳軸頭、扳軸體表面及盲孔除油；采用噴砂或打磨的方法去除表面氧化層。
[0019]4)扳軸頭制備鎳基復合梯度涂層:對加工的扳軸頭表面采用超音速等離子噴涂制備適合氣動扳軸服役工況的耐磨、耐蝕和抗疲勞的鎳基復合梯度涂層，即以扳軸頭為基體，在該基體表面的復合梯度涂層采用超音速等離子噴涂而成，如圖3所示，所述的復合梯度涂層由位于基體表面的過渡層，位于過渡層表面的中間層，以及位于中間層表面的耐磨、抗疲勞的工作層組成。
[0020]5)裝配:將噴涂好涂層的扳軸頭2與扳軸體I裝配，填充好鎳基自熔合金釬料。
[0021]6)固定連接:把裝配好的待焊接件放入真空爐中加熱處理，采用真空釬焊的方法將扳軸頭與扳軸體固定連接成整體。
[0022]7)修型:研磨修型，達到成品件的外形尺寸和表面粗糙度。
[0023]實施例2
對磨損嚴重但未斷裂的扳軸修復，即扳軸頭、扳軸后翼或其他部位磨損嚴重的扳軸修復的具體實施步驟為:
I)校形:對變形件矯形。
[0024]2)表面預處理:對扳軸表面除油，采用噴砂或打磨的方法去除表面氧化層。
[0025]3)磨損部位噴涂鎳基復合梯度涂層:對加工的扳軸頭表面采用超音速等離子噴涂制備適合氣動扳軸服役工況的耐磨、耐蝕和抗疲勞的鎳基復合梯度涂層，即以扳軸為基體，在該基體表面的復合梯度涂層采用超音速等離子噴涂而成，如圖3所示，所述的復合梯度涂層由位于基體表面的過渡層，位于過渡層表面的中間層，以及位于中間層表面的耐磨、抗疲勞的工作層組成。
[0026]4)真空重熔:把待修復件放入真空爐中進行重熔處理。
[0027]5)修型:研磨修型，達到成品件的外形尺寸和表面粗糙度。
[0028]實施例3
對新加工的扳軸制造的具體實施步驟為:
I)機加:機加成形，外形預留涂層厚度尺寸。
[0029]2)表面預處理:對扳軸表面除油，采用噴砂或打磨的方法去除表面氧化層。
[0030]3)扳軸表面噴涂鎳基復合梯度涂層:對加工的扳軸表面采用超音速等離子噴涂制備適合氣動扳軸服役工況的耐磨、耐蝕和抗疲勞的鎳基復合梯度涂層，即以扳軸為基體，在該基體表面的復合梯度涂層采用超音速等離子噴涂而成，如圖3所示，所述的復合梯度涂層由位于基體表面的過渡層，位于過渡層表面的中間層，以及位于中間層表面的耐磨、抗疲勞的工作層組成。
[0031]4)真空重熔:把噴涂件放入真空爐中進行重熔處理。
[0032]5)修型:研磨修型，達到成品件的外形尺寸和表面粗糙度。
[0033]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應當視為屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求書確定的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種氣動扳軸和扳軸頭，所述扳軸頭焊接在扳軸體的端部，在所述扳軸體端部設有軸向盲孔，所述軸向盲孔用于連接所述的扳軸頭；在所述扳軸頭上設有工作段與連接段，所述連接段插接在與所述的軸向盲孔內(nèi)，其特征在于:在所述扳軸頭的工作段上設有方頭段、曲面段與圓柱段三個部分，在所述方頭段、曲面段上設置鎳基復合梯度涂層，所述涂層與所述的圓柱段平滑連接，所述梯度涂層梯度涂層厚度0.5?2mm，方頭段、曲面段上涂層平滑過渡。
2.一種氣動扳軸和扳軸頭的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)廢舊扳軸的加工:對方頭斷裂的廢舊扳軸在靠近曲面的圓柱部位切去失效端頭，在剩余的扳軸體的切面加工軸向盲孔，盲孔尺寸與扳軸頭連接段匹配； 2)扳軸頭的加工:采用原扳軸同類材料或淬透性更好材料的鍛造毛坯加工，保證扳軸頭與剩下扳軸體匹配； 3)預處理:對扳軸頭、扳軸體表面及盲孔除油，采用噴砂或打磨的方法去除表面氧化層； 4)扳軸頭制備鎳基復合梯度涂層:對加工的扳軸頭表面采用超音速等離子、或火焰、或電弧噴涂制備適合氣動扳軸服役工況的耐磨、耐蝕和抗疲勞的復合梯度涂層，即以扳軸頭為基體，在該基體表面的復合梯度涂層采用超音速等離子、或火焰、或電弧噴涂而成，所述的復合梯度涂層包括位于基體表面的過渡層，位于過渡層表面的中間層，以及位于中間層表面的耐磨、抗疲勞的工作層； 其中噴過渡層厚度0.1?0.3mm，中間層厚度0.2?0.5mm，工作層層厚度0.3?.1.2mm ； 5)裝配:將噴涂好涂層的扳軸頭與扳軸體裝配； 6)真空釬焊:采用真空釬焊的方法將扳軸頭與扳軸體固定連接成整體，同時對扳軸頭表面的涂層進行重熔處理； 7)修型:研磨修型。
【專利摘要】一種氣動扳軸和扳軸頭及其制造方法，扳軸頭焊接在扳軸體的端部，在扳軸體端部設有軸向盲孔，軸向盲孔用于連接扳軸頭；在扳軸頭上設有工作段與連接段，將連接段插接在軸向盲孔內(nèi)；在扳軸頭的工作段上設有方頭段、曲面段與圓柱段，在方頭段、曲面段上設置鎳基復合梯度涂層，涂層與圓柱段平滑連接，其制造方法為：扳軸頭工作段上的方頭段和曲面段噴涂鎳基復合梯度涂層；將噴頭好涂層的扳軸頭與扳軸體采用真空釬焊固定連接在一起，同時對涂層進行了重熔處理。本發(fā)明為新扳軸制造、磨損或斷裂的失效氣動板軸的再制造提供了方法，通過該方法制造或再制造的扳軸可以獲得應力緩和、高結(jié)合強度的耐磨、耐蝕和抗疲勞功能涂層，從而達到提高氣動扳軸的工作壽命。
【IPC分類】C23C24-10, B23P15-00, C23C4-06, B25B23-00, C23C4-12
【公開號】CN104526287
【申請?zhí)枴緾N201510013553
【發(fā)明人】溫禎洪
【申請人】南昌航空大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月12日