杨敏

【摘 要】以经过电刷镀技术修复的加法再制造连杆为例，分别采用化学成分分析法、金相检验法和硬度检测法对加法再制造机械产品的检验鉴定方法进行了探讨。结果表明：三种方法都有各自的优缺点，可以根据实际情况选择适当的检验方法；若将其综合利用，对加法再制造产品的检验鉴定效果会更好。

【关键词】加法再制造；连杆；检验鉴定

再制造机械产品加工技术门类十分广泛，大体可分为三类：第一类是加法再制造，即在零件表面添加一层材料，覆盖由于磨损、腐蚀等造成的材料表面缺陷，以获得所需的材料表面性能，常用到的表面处理技术有高速电弧喷涂技术、纳米复合电刷镀技术以及微脉冲冷焊技术等；第二类是减法再制造，即对旧零件几何尺寸进行修正，去除表面的损伤部分，然后换用相应尺寸的零件重新配合；第三类是替换法再制造，即把已损件用新品替换。再制造产品进入中国市场和中国的再制造技术产品进入国际市场是必须面对的课题，如何对再制造机械产品进行检验鉴定显得至关重要。加法再制造机械产品的特征是：其配合接触面不是新的机械加工面，没有金属光泽，而工作面是经过机械加工的新表面，它的尺寸没有发生变化，但工作面的化学成分发生了变化，从而会进一步引起显微组织和表面硬度也发生变化，因而可以采用化学成分分析、金相检验和硬度检测等方法对加法再制造产品加以鉴别。笔者以经过电刷镀镍处理的50Cr钢汽车连杆为例，对加法再制造机械产品的检验鉴定方法进行了探讨。

一、试样制备与试验方法

加法再制造所用试样为某公司生产的卡车用50Cr钢连杆。在长期的服役过程中，该连杆的大圆端与曲轴相连，由于长时间的摩擦，使得大圆端内孔表面发生磨损。首先对连杆的大圆端内孔进行预处理，包括表面修整、表面清洁、电净处理和活化处理；随后采用特定的工艺对其进行电刷镀技术修复，分别通过化学成分分析法、金相检验法和硬度检测法对连杆的表面镀层进行分析。在化学成分分析法中，采用X荧光分析仪和移动式直读光谱仪分别对表面和基体的化学成分进行检测；金相检验法则是将小块剖面试样镶嵌、磨抛后通过MM6光学显微镜进行截面形貌观察；硬度检测法是将抛光后的金相试样用MH-3型显微硬度计进行测试，载荷为0.098 N，以试样最表面为起点，向基体内部逐点测试，至硬度趋于平稳。

二、试验结果与讨论

（一）化学成分分析法

对经过电刷镀处理的卡车用50Cr钢连杆大圆端内孔表层的镀层进行X荧光分析，结果（质量分数/%，下同）如下： 1. 0Co，87. 52Ni，1. 16Cu，0.08Mo和0.22Pb。磨去表面镀层后，对连杆基体的化学成分进行直读光谱检测，结果如下：0.48C，0. 34Si， 0. 026S， 0. 017P， 1. 08Cr， 0. 71Mn和0.11Ni。对比可以发现，连杆大圆端内孔表层的主要元素成分为镍，而连杆基体中的镍含量非常低，两者存在很大的差别，这与采用以镍为主的电镀液有关，连杆大圆端内孔表层经过电刷镀技术修复，其面形成了一层比较耐磨的镍基合金层，经机械加工到原来的尺寸后，换上新的内衬，连杆的加法再制造就完成了。因此在了解了机械零件的配合接触面和工作面的表面情况及尺寸变化的基础上，结合采用化学成分分析法就可以方便地鉴别出该零件是否经过了加法再制造处理。

（二）金相检验法

由显微镜可以看到，上部灰色部分为连杆基体显微组织，而下部的白亮金属层就是电刷镀镍层，平均厚度在40Lm左右，最厚处可达到70Lm，该镀镍层与连杆基体的组织和性能完全不同。在基体的表面形成一层新的金属耐磨层，不但可以修复旧的零件，而且还可以提高零件的耐磨性。由此可见，在了解了机械零件的配合面和工作面的表面情况及尺寸变化的基础上，采用金相检验法同样可以检测出零件是否经过了加法再制造。

（三）硬度检测法

连杆大圆端内孔表面电刷镀镍层的硬度高达1 000 HV左右，明显高于基体的硬度400 HV，并且表层与基体之间有比较好的过渡。由此可见，在了解了机械零件的配合面和工作面的表面情况及尺寸变化的基础上，硬度检测法也可以作为鉴别加法再制造产品的一种参考方法。

（四）三种方法的结合使用

鉴于上述三种方法都有各自的优缺点，如能将其结合使用，便可以更加准确地对产品是否经过了加法再制造进行评判。例如上述金相检验法的测试结果显示镀层最厚处可达到70Lm，与硬度检测法的检测结果相吻合，因此将两者结合可以更加肯定该产品经过了镀镍处理。而在有些情况下，表面涂镀层非常薄，有时只有几微米，采用金相检验法尽管可以看到表层与基体有差别，但无法肯定是否涂有镀层，此时可结合化学成分分析法，分别对表层和基体的化学成分进行检测。

（五）讨论

加法再制造的工件多为钢铁件，通常在其表面增加一些与基体不同的材料，如镍、铬等，来改善产品性能，由于新材料与母材存在一些差异，因此可以采用化学成分分析法、金相检验法和硬度检测法来判断产品是否经过了加法再制造。化学成分分析法是采用X荧光分析仪或便携式直读光谱仪对工件表面和基体材料分别进行化学成分分析。由于加法再制造后有新的材料附加在原有的基体上，其表面与基体的成分必然存在很大区别因此可以从成分的不同来进行检验。该方法采用的设备为便携式的，方便用于现场检验，零件的破坏性也相对较小，且可以判断再制造表层的成分，见是一种较为理想的检验方法。

金相检验法是利用加法再制造产品的表层和基体材料不一致的原理，对于同一材料，于采用了一定的热处理或表面处理工艺，微观结构也会存在着明显差异，如晶粒的大小，影响区及显微组织的变化等，过这些差异可以鉴别出零件是否经过了加法再制造。该检测结果更加直观，且可以测出再制造表层的厚度，是制样比较麻烦，且所用试样必须从原零件上切割下来，于破坏性检测。由于加法再制造可以增加零件的耐磨性，因此再制造表层的硬度相对基体硬度更高。但是考虑到导致零件表面硬度提高的外来因素较多，此硬度检测法仅仅可以作为一种参考的方法。

三、结论

对于加法再制造机械产品，以采用化学成分分析法、金相检验法和硬度检测法等方法加以鉴别；种方法都有各自的优缺点，以根据实际情况选择适当的检测方法；若将其综合利用，对加法再制造机械产品的鉴别效果会更好。

参考文献：

[1]田雨林. 用热喷焊和电刷镀技术修复T6112床身导轨[J]. 山西冶金. 2010（05）

[2]陶懑庆，李照山. LY12硬铝合金电刷镀工艺研究[J]. 热加工工艺（热处理版）. 2006（10）