零件镀铜表面车削修理的故障分析

1前言

安装在某型发动机上的轴承座，经过一个使用寿命周期后，由于振动和磨损，轴承座的接触工作面尺寸发生变化。通过测量和检测，有些尺寸已经不能满足正常的匹配要求。根据修复要求，对检验后尺寸不合格的零件，在镀铜后进行车削修复，以达到零件再利用的目的。但在轴承座的车削过程中，镀铜层多次脱落、脱落，或铜层表面有许多黑色麻点状物质或气孔。对后轴承座镀铜面在车削和修复过程中出现的铜层脱落等问题进行了研究，找出了原因和预防措施。

2原因分析

2.1镀铜车削修复工艺

修理厂将检查轴承座的配合尺寸φ188(-0.03/-0.06毫米)。如果这个尺寸因磨损达不到装配要求，表面镀铜，然后由机加工车间进行表面车削:①对表面进行初切，车削待镀铜的表面，直到车身材料露出金属感。②将零件送到表面处理车间进行表面镀铜处理。(3)镀铜后返回加工车间对镀铜面进行粗精加工，最终保证匹配尺寸要求。

技术要求:车削修复后，镀铜层表面应完整，镀铜层与车身金属结合良好，不得有镀铜层局部脱落、剥落或蚀坑等缺陷。

2.2铜层脱落原因分析

(1)切削元件的影响如果选择的切削深度较大，刀具在工作时会对零件产生很大的切削力。当超过涂层与金属体的结合力时，涂层就会脱落。另外，当切削力较大时，刀具容易产生振动，也会影响被加工表面的表面粗糙度，甚至使涂层表面脱落、脱落，特别是在涂层边缘[1，2]。

(2)镀铜前表面的影响。镀铜前，轴承座表面应进行车削。除了保证加工表面的表面粗糙度，还需要在保证尺寸的同时，尽量减少从机体上去除的材料量。加工时，先将零件夹紧，对准基准面A(见图1)，然后通过夹具保证圆柱面与基准面B的同轴度要求，使圆柱面沿周向的去除量均匀一致，从而避免一侧已加工到机体，而对面尚未加工到机体的偏斜问题。众所周知，轴承座是发动机工作中的承重部件，主要承受径向力，同时也承受一定的轴向力。工作时，由于发动机的振动，轴承座的装配面，如圆柱面φ188(-0.03/-0.06mm)磨损。返厂修理时，零件尺寸往往变化较大，同时装配面会出现局部硬化、氧化皮或凹坑。在机械加工车间镀铜前的车削加工过程中，即使加工尺寸已经达到规定的要求，表面仍有可能出现硬化皮或麻点，这些缺陷的存在将直接影响镀铜层的质量。如果不去除缺陷，氧化皮或麻点处的镀铜层与机体的结合力就会不足，甚至没有结合，这样在切削时很容易出现镀铜层脱落或麻点出现在缺陷表面。

(3)镀铜层质量的影响。镀铜层脱落的问题还有一个很重要的原因，就是镀铜层本身的质量。

1)镀铜前应严格按照工艺操作，将镀铜表面彻底清洗干净，这样可以保证镀铜质量。镀铜前的表面清洁程度将直接影响后续镀铜层的加工质量。如果表面有硬化层或凹坑(凹坑内部硬化层未去除)，也会直接影响镀铜层的质量。

2)镀铜厚度的影响。后轴承座进行第一次镀铜车削修复时，块的尺寸大，所需镀层厚度小，容易保证。但随着发动机的使用，为了保证使用要求，需要对轴承座进行多次镀铜修复。因为最后一层镀铜层要切掉，所以机体的相应部位要重新加工，机体的尺寸会不断缩小。为了保证最终的装配尺寸，所需的镀铜层厚度有时会超过正常镀铜层的要求，也就是通常所说的加厚电镀。经验表明，涂层厚度越大，涂层质量越不稳定，在后续加工中也越容易脱落和脱落。

2.3铜层表面黑点原因分析

车削镀铜层后，发现加工面上有黑点。经过分析，造成这个问题的原因有两个:一个是镀铜液中含有杂质，镀铜时搅拌镀液，其中一部分会附着在镀铜层表面，处理后表面会出现黑点痕迹；还有一种可能是镀铜表面有薄弱点。镀铜前，加工表面有麻点或氧化皮，车削后无法及时发现并清除。镀铜时，该零件未镀铜或镀层结合不牢。车削后表面的黑点应该是加工过程中填充的黑色材料。

2.4铜层表面气孔原因分析

在铜层被加工后，微小的孔隙出现在加工表面上。原因是零件镀铜时，气体会从镀铜表面逸出，镀铜表面会形成微小气泡。如果镀液搅拌不好，气泡附着在铜层表面时不会及时排出。随着电镀时间的增加，有气泡的位置会形成气孔。车削后，加工表面会暴露出一些孔隙。

3缺陷处理

1)工作面铜层不脱落主要是铜层与机体结合力不足造成的。铜层的脱落会使加工表面粗糙，影响零件的正常使用。所以对于这种缺陷，需要去除铜层，再次用镀铜车削修复。

2)镀铜层表面出现黑点物质，可通过抛光去除。如果不能拆卸，考虑轴承座的使用寿命。对于已经不适合重新镀铜修复的轴承座，抛光后再使用，但前提是不影响零件的正常使用。

3)对于有气孔的零件表面，个别微小气孔的存在不会影响零件的使用，尤其是作为装配后固定的配合面。但对于镀铜表面气孔数量多、尺寸大的情况，需要考虑重新修复镀铜车削，以保证装配和使用要求。

4预防措施

4.1车削加工

车削时应选择合适的刀具和切削元件，尤其是镀铜层较厚时，防止因切削力大而导致铜层脱落、脱落。尤其是在镀铜面边缘的加工中，镀铜层不规则，边缘尖锐，起伏较大，加工中稍有不慎就会导致铜层崩掉。因此，车削参数的选择对加工质量影响很大，不仅要求操作者有熟练的操作技能，还需要不断积累经验。

车削时，尽量一次完成装夹，避免多次装夹。反复夹紧和转动会损坏机体，甚至超过机体规定的最小尺寸要求。

4.2清洁表面

镀铜前，确保金属表面干净，露出金属色。不允许有金属氧化皮或凹坑。在车间内，表面车削后镀铜前应目视检查表面，将黑色氧化皮和凹坑打磨至露出全部金属色。光亮的金属表面是保证镀铜质量的前提。另外，零件镀铜层表面的边缘需要倒角。经验证明，倒角上的铜层是最容易脱落和脱落的地方。因此，镀铜表面加工完成后，除了检查车削表面的外观外，还应打磨边缘倒角，去除氧化皮和锐边，以保证镀铜表面和倒角接头的铜层质量，有效防止加工过程中镀层在倒角处脱落。

4.3表面镀铜

镀铜是工厂中零件表面保护最常用的方法。严格的镀铜工艺要求，保证镀铜层的质量，是保证镀铜层在后续加工中顺利进行的有效保证。

5结束语

针对轴承座镀铜车床修复中出现的铜层脱落、黑斑、气孔等缺陷，分析了原因，制定了合理的预防措施。轴承座的车削修复应根据不同的缺陷采取不同的措施，如本体尺寸的变化、工作面氧化皮和凹坑的抛光程度、倒角上影响镀铜层质量的氧化皮和锐边的清理等。同时，操作人员的责任心和熟练的操作技能也很关键。