金属修复技术
精修金属产品技巧

精修金属产品技巧精修金属是一项独特而有挑战性的技术。
在精修金属过程中,通过修复和重新涂覆金属,可以使其焕然一新,延长其使用寿命。
以下是一些精修金属产品的技巧和步骤。
第一步是清洁金属产品。
使用洗涤剂和热水,彻底清洁金属表面,以去除所有污垢和油脂。
对于更顽固的污渍,可以使用钢丝刷进行刷洗。
接下来,进行磨光金属表面。
使用砂纸、研磨机或研磨片,将金属表面磨平,去除表面的凹陷和磨损。
确保磨平的表面光滑,以便重新涂覆。
在金属表面磨光后,可以使用金属填充物填补凹洞或损坏的部分。
将填充物均匀地涂抹到凹洞或损坏的地方,并等待其干燥。
一旦干燥,可以使用砂纸将填充物磨平,使其与周围的金属表面平齐。
接下来,涂覆金属。
使用金属涂层进行重新涂覆,确保涂层均匀覆盖整个金属表面。
可以使用喷涂枪或刷子涂抹金属涂层,根据需要进行多次涂覆。
确保每次涂覆之间有足够的干燥时间。
一旦涂层干燥,可以进行最后的抛光和研磨。
使用磨光膏和抛光布,对涂层进行抛光和研磨,使其表面光滑而有光泽。
可以根据需要进行多次研磨,以获得所需的光泽度。
最后,进行涂层保护。
使用透明漆或底漆对金属涂层进行保护,以确保其持久性和耐用性。
涂抹透明漆或底漆时,确保均匀涂抹,并遵循涂层的干燥时间和建议。
除了以上步骤,还有一些注意事项和技巧可以帮助您更好地完成精修金属产品的过程。
首先,确保在进行任何修复或涂覆之前,仔细检查金属表面的损坏程度。
对于严重损坏的金属产品,可能需要进一步的修复或专业维修。
其次,根据金属产品的类型和材质,选择适合的修复和涂覆材料。
不同的金属可能需要不同类型的修复或涂层产品。
最后,为了获得最佳的修复效果,建议在进行精修金属产品之前阅读并遵循相应产品的使用说明和建议。
不同的修复和涂覆产品可能具有不同的用法和注意事项。
总的来说,精修金属产品是一项技术要求高、需要耐心和细致的工作。
遵循正确的步骤和技巧,可以使金属产品焕然一新,并延长其使用寿命。
重金属污染环境修复技术研究及其应用

重金属污染环境修复技术研究及其应用一、引言重金属污染是当今环境中的一个重要问题。
长期以来,工业生产、人类活动和诸多环境因素导致了环境中重金属元素的积累,严重破坏了生态环境和人类健康。
因此,如何有效地修复重金属污染环境已经成为当今环保领域的一个热门话题。
本文旨在系统介绍一些当前常用的重金属污染环境修复技术及其应用。
二、重金属污染环境修复技术1. 原位修复技术原位修复技术是指在原处对受重金属污染的土壤和地下水进行修复。
该技术通常可分为化学修复、生物修复和物理修复三种类型。
(1)化学修复化学修复技术主要基于化学反应,通过改变污染地下水或土壤中的一些因素,进而使重金属元素得以迅速转移。
化学修复可分为一般化学法和高级氧化技术两种类型。
一般化学法指的是通过添加化学剂物质使土壤和地下水中的重金属元素发生化学反应,达到分离、转移和去除重金属元素的目的。
例如,加入酸性溶液,使重金属元素和胶体状残留物质反应从而实现去除。
但这种方法具有一定的副作用,如可能会形成二次污染;操作过程中还有一定的环境风险。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Process,AOPs)利用强氧化剂,如紫外线、臭氧 etc. 通过分解和矿化有机物,来降解重金属元素。
AOPs 优点是效果显著,操作简单,但其成本比较高;并会造成间接的环境污染。
(2)生物修复生物修复技术利用微生物生长和代谢功能,降解、铲除或稳定重金属元素,使其达到修复效果。
生物修复技术具有环境友好、效果也比较确定等特点,能以某种程度上采用对环境侵害较小的方式降低重金属元素的污染程度。
生物沉积具有较好的吸附效果,从而实现重金属元素的去除。
同时,利用一些生物还原反应和微生物作用,生物修复可以还原重金属元素产生的盐酸和硫酸根离子等,从而达到减少污染物质的目的。
(3)物理修复物理修复是利用物理手段进行修复的一种方法,主要包括原位热解、电场增渗等一些方法。
例如,采用是否超声波等方法,可以在重金属微生物的作用下降解重金属元素。
补焊的名词解释

补焊的名词解释补焊是一种常见的焊接修复技术,用于修补金属或其他材料上的缺陷或破损部分。
在制造业和维修行业广泛应用,可以恢复物体的完整性和功能性。
补焊的过程是通过加热并融化焊条或焊丝,然后将其与工作物体相融合。
它主要用于修复金属制品,如钢铁结构、车辆和机械设备等,但也适用于其他材料,如塑料或陶瓷。
补焊有许多不同的方法和技术,基于不同的材料和应用需求。
以下是一些常见的补焊方法:1.手电弧焊:手电弧焊是一种较为简单和灵活的补焊技术。
它使用手持的焊枪将电弧产生的高温融化焊条,并将其沉积在需要修复的部位。
这种方法要求操作技巧熟练,但相对较便宜和容易掌握。
2.气体保护焊:气体保护焊通常使用惰性气体,如氩气或二氧化碳,来保护焊接过程中的熔融区域。
这种方法适用于对焊接质量有较高要求的情况,可以防止空气中的杂质进入焊接区域,从而提供更高的焊接强度和耐腐蚀性。
3.电弧焊: 电弧焊利用直流或交流电弧的高温将金属融化,然后焊条中的金属将与工作物体相融合。
这种方法适用于需要大块修复的情况,如焊接金属板或管道。
4.摩擦焊:摩擦焊通过摩擦热生成摩擦热量,将工作材料表面局部加热至接近或达到熔点。
随后,施加热量后的受热区由于材料塑性增加逐渐形成塑性流动,完成焊接。
这种方法可用于焊接具有不同材料特性的工件,例如铝和不锈钢。
补焊具有许多应用领域,其中一些包括:1.制造业:补焊可对生产过程中出现的缺陷进行修复。
无论是金属构件的划伤或裂纹还是焊接接头的强度不达标,补焊都可以通过恢复或加固修补来确保产品质量。
2.航空航天业:飞机的安全性至关重要,补焊可以用来修复飞机结构中的损坏,从而延长其寿命和性能。
3.汽车修理:在车辆发生碰撞或磨损导致车身受损时,补焊是一个常见的修复方法。
它可以恢复车身的结构完整性和外观。
4.建筑业:补焊在建筑和桥梁结构的维护和修复中得到广泛应用。
它可以修复破损的钢铁结构,延长建筑物的使用寿命。
尽管补焊是一种常见和实用的修补技术,但它也有一些限制和挑战。
土壤重金属异位修复技术

土壤重金属异位修复技术包括以下几种:
1.玻璃化技术:在高温高压条件下,被重金属污染的土壤形成玻
璃态结构,使得土壤中的重金属被固定稳定化。
玻璃化技术能够从根本上去除土壤中重金属的污染,去除速度快,但技术工程量大,且费用较高,比较多的是用于对重金属污染很重的区域进行抢救性修复。
2.土壤淋洗:通过注入和抽吸淋洗液,淋洗液和污染的土壤充分
混合,土壤中的重金属通过溶解、乳化和化学作用渗入到淋洗液中,随淋洗液的吸出而去除的修复技术。
该技术是将淋洗液注入污染的土壤,再用泵将吸附过污染物的淋洗液抽吸处理,一般需要用清洁的淋洗液反复多次淋洗,然后对污染的淋洗液进行收集处理与回用。
3.菌根修复:菌根修复的理论研究经过数十载,现在已经有了一
些突破性进展,关于菌根以前研究最多的就是菌根如何帮助植物吸收磷,这方面的研究成果非常非常多。
现在通过实验证实菌根对于植物适应污染的环境,尤其是严重污染的环境,它的作用是非常积极显著的。
金属切削中刀具的刃磨与修复技术

金属切削中刀具的刃磨与修复技术在金属切削加工中,刀具是至关重要的工具,对刀具的刃磨与修复技术的熟练运用能够显著提升加工质量和效率。
本文将介绍金属切削中刀具的刃磨与修复技术,包括刃磨的基本原理、刃磨过程中需要注意的事项以及刀具修复技术的应用。
刃磨技术是刀具保持锋利和延长使用寿命的关键。
刀具刃磨的基本原理是通过刀具与磨料的相对运动,将刀具刃口的磨损层剥离,恢复刀具刃口的锋利度。
刃磨过程可以得到理想的刀具几何参数,如切削角、切削刃弧等。
刃磨刀具的优点是能够较好地去除刀具表面的磨损层,恢复刀具的尺寸精度和表面质量。
在刃磨过程中,需要注意以下几点。
首先,选取合适的磨料和磨石。
根据刃磨的材料和要求,选择合适的磨料和磨石,如金刚石砂轮、氮化硼砂轮等。
其次,控制刃磨过程中的温度。
刀具在刃磨过程中会受到热膨胀的影响,因此需要控制刀具的温度,避免过热造成刀具变形或退火。
此外,切忌刀具过量进给。
刀具进给过大会导致磨料过快地剥离磨损层,影响磨削质量。
最后,在刃磨过程中要保持刃口的均匀磨削,避免出现凹凸不平的情况。
除了刃磨技术外,刀具修复技术也是金属切削中不可忽视的一环。
刀具在使用过程中不可避免地会发生磨损、断裂等情况,刀具修复技术的应用能够延长刀具的使用寿命,降低生产成本。
刀具修复技术主要包括以下几个方面。
首先是刀具磨损的修复。
刀具在使用过程中会出现磨损,磨损严重时甚至会失去使用价值。
刀具修复技术可以通过磨削或者涂覆等方法修复刀具的磨损表面,恢复其初始尺寸和几何形状。
其次是刀具的断裂修复。
刀具在使用过程中可能会因为负荷过大或者其他原因导致断裂,刀具修复技术可以将断裂的刀具零件重新连接起来,使其重新具有切削功能。
此外,还有刀具的刃口修复。
刀具刃口磨损过大会影响切削质量,刀具修复技术可以重新将刃口磨削成理想状态,恢复刀具的切削能力。
刀具的刃磨与修复技术在金属切削中起到至关重要的作用。
它不仅可以延长刀具的使用寿命,降低生产成本,还可以保证加工质量和效率。
重金属土壤修复方法

重金属土壤修复方法土壤重金属污染的修复方法主要包括以下几种:1. 客土和换土法:主要分为深耕翻土、换土和客土。
土壤仅受轻度污染时采用深耕翻土的方法,而治理重污染区时则采用异地客土的方法,即客土或者换土的方法。
客土、换土对于修复土壤的重金属污染有很好的效果,它的优点在于方法成熟和修复全面,主要缺点为工程量较大、投资高,并且容易造成土壤肥力下降等问题。
2. 分离修复法:土壤分离修复是指将粒径分离(筛分)、水力学分离、密度(重力)分离、脱水分离、泡沫浮选分离和磁分离等技术应用在污染土壤中无机污染物的修复技术,它最适合用来处理小范围内受重金属污染的土壤,从土壤、沉积物、废渣中分离重金属,清洁土壤,恢复土壤正常功能。
3. 淋洗法:将溶剂注入到被重金属污染的土壤中,由于溶剂可以和重金属结合并使之融化,因此可以让重金属转化成液态的形式,以便液相提取分离。
淋洗法主要适合用于砂质的土壤,如果土壤的渗透性较强,则并不适合这一方法,因为很容易破坏土壤结构,严重降低重金属的去除效果。
4. 玻璃化法:玻璃化的修复需要在高温、高压的环境下进行,以达到熔化土壤中重金属的目的。
经过熔化冷却之后,玻璃体会将重金属包裹起来,由此实现了对重金属的清除。
通过玻璃化修复方法,能够从根本上解决重金属污染问题,且清除效果好,相应的操作过程也会相对复杂。
熔化土壤中的重金属,技术要求较高,需要高温高压条件,修复成本高,所以应用范围受到限制。
5. 复合法修复技术:通过结合使用多种修复技术来提高修复效果。
例如,可以先使用客土或换土法来移除受污染的表层土壤,然后使用淋洗法或分离修复法来处理深层土壤中的重金属。
这种复合方法可以更全面地处理土壤中的重金属污染问题。
需要注意的是,每种修复方法都有其优缺点和适用范围。
在实际应用中,应根据具体情况选择最适合的修复方法或采取多种方法的组合来达到最佳的修复效果。
同时,修复工程应在科学评估的基础上进行规划和设计,以确保其对环境和人体健康的安全性。
微生物对重金属污染物修复技术的研究进展
微生物对重金属污染物修复技术的研究进展重金属污染是当前环境问题中的一个重要方面,不仅影响人类健康,也会对环境造成损害。
生物修复是一种有效的方法,而微生物是一种重要的生物修复手段。
本篇文章将从微生物在重金属修复中的作用、重金属污染物修复技术的种类和微生物在重金属修复中的应用前景等方面进行介绍和探讨,以期为读者提供关于微生物修复技术在重金属污染物治理方面的科技前沿。
一、微生物在重金属修复中的作用微生物在环境修复中扮演着重要的角色,它们具有能够代谢重金属的能力,能够将重金属离子还原成元素状态和吸附重金属离子的能力。
此外,在生物修复过程中,微生物可以利用自身代谢能力将重金属离子转化为无毒或低毒的物质,减少了重金属对环境和生物的危害。
由于其代谢能力和吸附能力,微生物已成为一种有效的生物修复重金属污染的手段。
二、重金属污染物修复技术的种类1、菌株活化技术菌株活化技术是利用微生物对重金属污染物的吸附和还原作用,使中含重金属的水体、土壤等有机底质和其他适合生物生长的成分,在一定条件下经过强化处理后,进而利用污染汇和菌种繁殖,实现对重金属污染的修复。
这种技术代价较小,可持续利用,因此更适合在一些小型区域的重金属污染地区使用。
但这种技术仍然受到菌株活化技术因苦难环境生存能力较弱,治理面积小,不能扩大应用范围、修复效果不稳定等限制。
2、生物堆肥技术生物堆肥技术也可以用来生物修复重金属污染环境。
其主要工作原理是将不同的厌氧微生物群体用不同能量浓度进行筛选,使得这些微生物能够吸附和还原重金属离子,从而刺激菌群繁殖,在粪肥、垃圾堆等污染物中生存,并将重金属污染物转化为其他无害的物质,通过其他生物的代谢处理最终完成重金属污染物的修复。
3、植物菌根修复技术植物-菌根修复技术是一种利用植物根系在与微生物共生的情况下,不断地吸收并去除环境中的重金属与有害物质,将其固定在根系及地下微生物团块中,有效地减少重金属对环境的危害。
这种技术较为成熟,可以适应不同的污染程度和区域,修复效率高,应用范围广,是目前较为有效的重金属污染修复技术之一。
金属结构补强修复技术
一、金属结构补强修复技术
轴心受拉构件的补强(增加截面积)
轴心受压构件的补强(稳定性)
一、金属结构补强修复技术
固偏 形心 式受
压 构 件 截 面 加
受 弯 构 件 截 面 加 固 形 式
一、金属结构补强修复技术
3.加固构件连接应注意的问题
①应根据结构加固的原因、目的、受力状态、构造及施工条件,并考虑结构 原有的连接方法确定加固构件连接;
一、金属结构补强修复技术
4.裂纹的修复与加固问题
①裂纹产生的原因:结构因材料选择、构造、制造、施工安装不当及荷载 反复作用等,产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤。
②裂纹的危害:降低承载能力;成为钢结构断裂的潜在因素,尤其可能产 生突然断裂;加速腐蚀,降低钢结构的耐久性
③加固原则:降低应力集中程度;避免和减少各类加工缺陷,选择不产生 较大残余拉应力的制作工艺和构造形式,以及采用厚度尽可能小的轧制板件。
②同一受力部位连接的加固中,刚度和连接方式相差不应过大,但仅考虑其 中刚度较大的连接(如焊缝)承受全部作用力时除外;
③采用焊缝连接时,应充分考虑焊接工艺对结构的影响; ④螺栓或铆钉需要更换或新增加固连接时,应首先考虑采用适宜直径的高强 度螺栓连接,当负荷下进行结构加固需要拆除结构原有受力螺栓、铆钉或增加 扩大钉孔时,除应设计计算结构原有和加固连接件的承载能力外还必须校核板 件的净截面面积。 ⑤当用摩擦型高强度螺栓部分地更换结构连接的铆钉,从而组成高强度螺栓 和铆钉的混合连接时,应考虑原有铆钉连接的受力状况,为保证连接受力的匀 称,宜将缺损铆钉和与其相对应布置的非缺损铆钉一并更换。 ⑥焊缝连接加固时,新增焊缝应尽可能地布置在应力集中最小、远离原构件 的变截面以及缺口、加劲肋的截面处。
重金属污染土壤修复的三种主要方法
重金属污染土壤修复的三种主要方法重金属污染土壤是指土壤中重金属元素含量超过环境标准所导致的问题。
重金属污染土壤对环境和人类健康造成严重威胁,因此修复重金属污染土壤成为当今重要的研究领域。
目前,有三种主要的修复方法:物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法是利用物理力学原理来修复重金属污染土壤。
其中之一是土壤固化技术,它通过添加固化剂或胶结剂来减少重金属的迁移和释放,并使其转化为稳定的化合物。
固化剂一般包括水泥、石灰、氯化钠等,这些物质可以与重金属形成不溶于水的团聚体,从而有效地降低其毒性和迁移性。
另一种物理方法是土壤热解技术,它通过高温处理来改变重金属的形态和迁移性。
土壤热解技术一般分为低温处理和高温处理。
低温处理通过高压注入热水或蒸汽来改变土壤中重金属的化学状态,使其更容易被植物吸收和转化。
高温处理则是将土壤暴露在高温环境下,通过热分解和蒸汽压力来去除重金属。
化学方法是利用化学反应来修复重金属污染土壤。
其中之一是土壤酸碱调节技术,它通过向土壤中添加酸碱物质来改变土壤的pH值,从而改变重金属的形态和迁移性。
一般而言,重金属在酸性条件下更容易被植物吸收,而在碱性条件下则更容易形成沉淀物。
因此,通过调节土壤的酸碱性可以使重金属更容易被植物吸收或沉淀,从而减少土壤中重金属的毒性和迁移性。
另一种化学方法是土壤配位修复技术,它通过向土壤中添加配位剂来与重金属形成稳定的络合物,阻止重金属的迁移和释放。
配位剂一般包括EDTA、EDTA、柠檬酸等,这些物质可以与重金属形成络合物,从而有效地降低其毒性和迁移性。
生物方法是利用生物学原理来修复重金属污染土壤。
其中之一是植物修复技术,它通过选择耐重金属污染的植物来吸收和转化土壤中的重金属。
这些植物被称为重金属植物或超累积植物,它们能够忍受高浓度的重金属且具有较高的吸收能力。
植物修复技术主要有萃取、悬浮种植和种植-收获-再种植等方法。
例如,通过萃取方法可以将重金属吸附在植物根系或叶片上,然后收获这些植物并安全处置。
金沉积修复工艺技术
金沉积修复工艺技术金沉积修复工艺技术是一种常用的表面处理技术,主要用于金属部件的修复和防护。
通过金沉积,可以使金属部件的表面得到修复和保护,延长使用寿命,提高性能。
金沉积修复工艺技术具有操作简便、成本低廉、效果显著等优点,在工业生产和维修中得到广泛应用。
金沉积修复工艺技术的基本原理是利用电化学方法将金属离子从溶液中沉积到金属部件的表面,形成金属层,达到修复和保护的效果。
通常使用的金属离子有金、银、镍等。
金沉积修复工艺技术的关键是选择合适的金属离子,确定适宜的工艺参数,控制沉积过程中的电流密度、温度、时间等因素,以获得理想的修复效果。
金沉积修复工艺技术的步骤主要包括预处理、沉积和后处理。
预处理是为了清洁金属表面,去除氧化物、油污、锈蚀等不良物质,以提供良好的接触面。
常见的预处理方法有化学清洗、喷砂、机械打磨等。
沉积是将金属离子还原为金属层的过程,通过电化学方法实现。
后处理是为了改善金属层的性能,提高其抗腐蚀、耐磨等特性。
后处理方法包括退火、钝化、缓和等。
金沉积修复工艺技术的应用非常广泛。
在工业生产中,金沉积修复工艺技术常常用于修复损坏的金属部件,如机械零件、汽车发动机缸体、管道等。
通过金沉积修复,可以使金属部件的表面得到修复,恢复原有的性能,延长使用寿命。
在维修中,金沉积修复工艺技术也常用于修复金属制品的表面缺陷,如划痕、磨损等。
金属部件经过修复后,不仅外观焕然一新,而且性能得到提高,可以重新投入使用。
总之,金沉积修复工艺技术是一种重要的表面处理技术,具有广泛的应用前景。
随着科技的发展和工艺的不断改进,金沉积修复工艺技术将会在更多领域发挥其重要作用。
在工业生产和维修中,通过金沉积修复,可以实现节约资源、延长使用寿命、提高性能的目标,为社会和经济发展做出贡献。
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金属结构胶接修理技术金属结构的传统修理方法是铆接、螺接、焊接和其他机械连接等方法,修理之前需要在受损的结构上钻孔或冲孔,削弱了零件强度还产生了密封问题。
零件承受负载时,孔的周围会形成应力集中和应力分布不均。
为了解决应力集中,若加厚材料,会引起结构重量的增加,应力分布不均匀会降低结构疲劳寿命。
钻边的边缘是人为的疲劳源,机械连接处有接触腐蚀的危险,在周期性载荷作用下会发生松动,而铆接和螺接往往费工又费时。
目前,金属结构胶接修复主要有两种:高分子聚合金属陶瓷修复金属技术;复合材料修复。
金属胶接技术具有以下特点:优点:(1)无应力集中,抗疲劳性能好,在胶接结构中,疲劳裂纹的扩展缓慢。
(2)胶接结构重量轻,可省去大量的铆钉、螺栓。
因为没有焊缝,不会起皱,表面光洁。
(3)胶接不仅提供了配合表面之间结构上的联系,而且保证了密封。
(4)胶粘剂层对振动有阻尼作用,降低了噪声载荷的声级。
(5)胶接结构中没有空穴和缝隙,不存在留潮气或其他腐蚀物质,减少了腐蚀作用。
(6)胶接工艺、设备要求比较简单、操作容易。
缺点:(1)胶接的剥离强度较低,在使用环境F胶接剂老化程度难以鉴定。
(2)胶接质量因受多种因素的影响,它的无损检验手段还不够完善。
一、高分子聚合金属陶瓷修复金属技术相对于电焊、气焊、热喷涂、电刷镀等传统的金属修复手段而言的,高分子聚合金属陶瓷修复金属称为冷焊技术,也称为化学粘接技术,把一种所需材料的胶状经过特别处理的金属及非金属合成物涂在经过处理的金属表面,通过渗透及分子结合,使合成物和金属形成一体,固化后能像金属一样进行机械加工,而且具有金属光泽,几乎和原来母体一样完全看不出疤痕,达到对零件表面形状及所需尺寸的修复作用,即可满足零件的耐磨、耐蚀、尺寸恢复、缺陷填补、密封堵漏等要求。
对一些重要的工业产品零部件,可提供快捷简便而价廉的修补,而且工艺简单不受设备场地的限制,因而在英美德日等国迅速发展,并广泛应用于石油、化工、造船、航空航天等领域。
近几年,我国不少厂家也开始引进这项新技术,在机械制造以及设备维修中得到应用,取得显著成效。
然而国内现在主要依赖于进口,国内产品的质量与国外相比仍有很大的差距,因此研究高分子聚合金属陶瓷修复金属,具有很强的现实意义。
近几十年来,随着新胶粘剂的不断出现,高分子聚合金属陶瓷修复金属的冷焊技术也得到了较大发展。
德国早期研制的爱司凯西(SKC)及钻石( DIAMANT) 两大系列冷粘耐磨涂层较早应用于机床制造业中,如应用于重型龙门铣床的工作台导轨、横梁导轨、液压活塞等部件上使用效果很好。
德国MultiMetall公司研制的冷焊系列技术产品:MM-SS-钢陶瓷、MM-SS-钢381、MM-SS-金属、MM-UW-金属、MM-S-金属、CERAMIUM钢陶瓷、CERAMIUM.DW钢陶瓷、VP-10-500、MOLYMETALL耐磨合金、SEALIUM、MM-合成橡胶95、VP10-017、MM-粘合剂,已经得到德国劳氏、英国劳氏、挪威、美国、俄罗斯、日本、巴西、中国等许多国家的船级社及德国MANB&W柴油机制造公司等世界许多权威机构的认可,这一系列冷焊产品在世界工业发达国家得到广泛的应用,其应用涉及:船舶、海洋工程、石油、化工、运输、冶金、机械、电力、水利、矿山、航空、市政以及军事装备等领域,其部分产品性能如表1所示。
其它国家的产品,如瑞士的麦卡太克(MeCaTec)10号和12号用于修复严重冲蚀磨损的水轮机叶片。
美国贝尔佐纳系列产品用于石油化工、造纸、机械等行业。
我国广州机床研制的HNT环氧耐磨涂层材料是国内较早研制的冷焊产品,用于机床导轨或其它摩擦面;襄樊市胶粘技术研究所研制的AR-4、AR-5和装甲兵工程学院研制的TG系列超金属修补剂都广泛地应用于机械零部件耐磨损和耐腐蚀修复及预保护处理等领域,收到了很好的效果。
表1 美特铁聚合金属陶瓷产品的性能及特点1.1 高分子聚合金属陶瓷修复金属基本工艺(1)表面处理表面处理是通过机械、物理、化学等方法,清洁、粗化、活化被粘物表面,以利于修补剂的良好浸润和胶接,修补剂与基体的结合主要靠化学键结合,所以表明处理的好坏在很大程度上决定了能否成功地完成修复。
在一般情况下,油脂、锈迹、尘土、水分等污物可使修补剂与待修表面的局部粘接性能下降,即使在不高的压力下也会引起涂层局部脱落和破碎。
因此,务必对粘接的金属材料进行严格的表面处理。
常见的表面处理方法有:有机溶剂的清理、机械打磨、等离子处理和喷砂等方法。
(2)高分子聚合金属陶瓷的配置高分子聚合金属陶瓷一般为双组分,组份A(高分子聚合物)和组份B(金属陶瓷);组份A和B之间在不同的应用场合需要进行调试配置,混合均匀,以确定高分子聚合金属陶瓷具有优异的性能。
(3)涂敷与固化将高分子聚合金属陶瓷均匀的涂敷在已表面处理的金属材料表面,满足要求后进行粘接固化,固化温度和固化时间一般呈反比。
修复后的工件表面一般无法保证零件的尺寸精度,一般通过机械加工恢复零件尺寸精度。
1.2 高分子聚合金属陶瓷修复金属基本方法(1)浸渗法对于金属材料内部疏松、微孔< 0.1mm的缺陷,可用渗透法浸渗修复,即使用高分子聚合金属陶瓷修复剂涂敷于金属材料渗漏部位,渗透一段时间后用棉纱擦去残余,室温固化后即可。
(2)填补法对直径0.5mm~5mm 的砂眼和气孔,可采用填补法,即把砂眼、气孔内的型砂、污物、水分清除干净后,直接把配制好的高分子聚合金属陶瓷修补剂填入孔洞内,固化后打磨平整即可。
(3)镶嵌法对直径较大孔洞修补,可用配制好的高分子聚合金属陶瓷修补剂粘镶适当的金属块(柱),这样既提高了强度,又节省了修补费用,具体工艺如下:1) 用砂布、砂轮打磨孔洞处,清除孔洞内锈迹,并打磨出金属光泽(见图1a))。
2) 根据孔洞大小、形状选择金属块(柱)并把金属块(柱)表面打磨粗糙(见图1b))。
3) 配制高分子聚合金属陶瓷修补剂并搅拌均匀。
4) 孔洞内及金属块(柱)都涂敷高分子聚合金属陶瓷修补剂,然后将金属块(柱)镶入孔洞内(见图1c))。
5) 室温或者高温固化后修磨平整(图1d))。
图1 镶嵌法修复示意图对于金属材料裂纹或受力较小部位的表层裂纹,可沿裂纹开V型坡口,将裂纹从基体金属上“挖”掉,然后用高分子聚合金属陶瓷修补剂填平,固化后加工处理即可。
1.3 高分子聚合金属陶瓷粘接机理及粘接涂层的主要性能(1)表面粘接机理高分子聚合金属陶瓷一般为A、B两组分,涂敷时按一定比例混合使用;由基料、固化剂和具有一定特性(耐磨、抗蚀、导电)的填料及辅助材料组成,其作用是把粘涂层中的各种材料包容并牢固地粘着在基体表面,形成粘接层。
固化剂的作用是与基料发生化学反应,形成网状立体聚合物,把填料包在网络体之中,形成三向交联结构,特殊填料在粘涂层中起着非常重要的作用,如耐磨、抗蚀、导电等它包括一种或多种具有一定大小的粉末或纤维,如金属粉末、氮化物等。
涂层的形成过程即是基料与固化剂固化反应的过程,其与粘接基体结合的机理与一般粘结机理相同。
(2)粘接涂层的主要性能1) 粘接强度粘着强度即粘接涂层与被粘物体的结合强度,可用抗拉强度或剪切强度来表示。
粘接层与基体的结合强度一般要求在10MPa以上,抗拉强度在30MPa以上。
2) 压缩强度压缩强度是指涂层固化后,为保证涂层在外来压力的作用下不会发生塑性变形而能承受的最大压应力,一般粘接层的压缩强度在80MPa以上,高的可达200MPa。
3)耐磨性能目前的冷焊材料大部分采用金属、陶瓷等为骨材的聚合物复合材料。
坚硬的陶瓷、金属颗粒在粘接涂层中主要起耐磨损抗腐蚀的作用,可抵抗强烈的冲刷、气蚀、摩擦等;同时基体的吸振性能和粘着性能把陶瓷、金属骨材牢固地粘结在金属表面,形成坚硬、耐腐蚀的粘接涂层。
4)耐腐蚀性能冷焊涂层本身基料为高分子材料,具有优异的耐腐蚀性,加上特殊耐腐蚀填料使冷焊涂层耐腐蚀性更强。
5)绝缘性能和导电性能粘接涂层一般都不导电,绝缘性很好。
绝缘性最好的是陶瓷粘接层,绝缘强度可达400KV/cm。
在特殊领域中如电刷镀复合修复,只有导电涂层才导电修复凹坑沟槽和裂纹。
1.4 高分子聚合金属陶瓷修复金属的冷焊技术主要的适用范围(1)各种机械承载运动部件( 裂缝、磨蚀、磨损、断裂) 的损坏修复。
(2)各种水轮机、螺旋桨、风机、泥浆泵的气蚀, 磨蚀的保护修理。
(3)各种船舶、海洋工程、水闸的水上和水下设施的损坏修理。
(4)各种轴承座、孔、液压油缸、导轨、活塞面的磨损和划痕的修复。
(5)带油封堵各种输油管线、储油罐、变压器腐蚀泄漏或焊缝渗漏。
(6)各种热交换器、冷凝器、搪瓷反应釜、蒸馏塔的腐蚀性保护修复。
(7)密封铸件发纹渗漏及铸铁( 钢) 件气孔、砂眼等缺陷快速修复。
(8)高温热机管道、增压器、汽化炉等高温设备损坏修复冷焊粘接技术以它工艺简单,密封性、耐水性、耐化学稳定性好等优点正逐步被人们所接受,当然它的使用温度不够高,使用强度比焊接差,不能承受高的冲击等,但只要使用得当仍不失为一种理想的修补手段。
二、复合材料修复飞机金属结构技术用碳(硼)纤维环氧树脂基补强片粘结到损伤区域,改善损伤区的应力分布,力求将损伤后的结构的力学性能恢复到损伤之前。
复合材料补片胶接修补损伤飞机结构的方法是使用胶接剂将复合材料补片粘结到损伤区域上。
与传统方法相比,复合材料胶接修理技术具有以下突出优点:结构增重小;粘补胶接不需要对原结构开孔,不会形成新的应力集中源,从而完全避免了二次损伤;复合材料补片可设计性高,耐腐蚀性强;修补时间短。
随着化学工业的发展,新的胶粘剂大量出现,金属胶接技术的应用得到了迅速发展。
在航空方面,荷兰Delft大学复合材料研究所率先使用结构连接设计,而澳大利亚的Baker教授成功用于军机修理,至今已有20多年的历史,修理了大量的老龄飞机,取得了FAA的适航证。
在21世纪的今天,随着使用经验的大量积累,性能和检验手段的不断完善,金属胶接修补技术在波音飞机上早已广泛应用。
对于波音737NG飞机,在2006年出版的波音737-700/800/900的SRM51-70-10手册中更新了铝合金蜂窝结构的修理方法,加大了用户的损伤允许修理范围。
2.1 关键技术复合材料胶接修补飞机金属结构技术的关键技术主要包括损伤结构的检测与评估技术、修理材料选择技术、修理方案设计技术、修理工艺技术和修补质量评估技术。
上述关键技术共同构成了复合材料胶接修补飞机金属结构技术的基本技术框架。
各项关键技术的组织关系如图2所示。
图2 复合材料胶接修补飞机金属结构技术的关键技术经济、有效的飞机金属结构损伤检测与评估技术能保证及时检查出飞机金属结构的损伤位置,并准确评估损伤程度,为下一步确定正确的维修方案打下基础。