高速电弧喷涂再制造曲轴弯曲疲劳寿命及再制造效益评估

田浩亮¹，魏世丞²，梁秀兵²，徐滨士²，王长亮¹，郭孟秋¹，汤智慧¹

1. 北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室2. 装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室

摘 要：针对重载汽车发动机曲轴的再制造需求,基于六自由度机器人自动化高速电弧喷涂系统,采用研制的Fe Ni Cr Al涂层及设计的"环形"、"Z"字型喷涂路径对磨损失效曲轴进行了再制造应用。并与采用常规3Cr13涂层性能对比,采用"Z"字形路径喷涂Fe Ni Cr Al涂层后的残余应力状态与新品曲轴表面应力状态分布较为接近。依照国标QC-T637-2000对喷涂再制造后的曲轴进行弯曲疲劳性能考核,试验弯矩在2305.38 N·m,加载系数1.2时,其疲劳寿命通过1×10⁷次,达到国标要求。结果表明:采用研制的Fe Ni Cr Al涂层再制造曲轴弯曲疲劳寿命高于采用常规3Cr13涂层喷涂后曲轴。经济性分析表明:采用Fe Ni Cr Al材料喷涂曲轴消耗的粉芯丝材重量仅为制造新品曲轴所需材料的3%左右,单根曲轴再制造成本,相比制造新品下降了93.8%,再制造过程耗时,相比制造新品曲轴节省了18%。

关键词：曲轴;高速电弧喷涂;疲劳寿命;再制造效益;