摘要：绝大部分的机械设备是由钢铁零部件组合而成的，对某一钢铁件的损伤来说可能有几种修复方法，究竟采用那一种修复方法是最合理的，使所选定的修复方法在技术上是可行的，在质量上是可靠的，在经济上是廉价的。本文对钢铁零部件在修复工艺中应评定的机械性能三个指标（修补层结合强度、修补层的耐磨性、修补后对零部件疲劳强度的影响）和它的经济性做一陈述，同时也简介一下如何调制氧化铜粘结剂修复需要耐高温的钢铁零部件的工艺。

    一、钢铁零部件的修复方法
    如何选择对零部件损伤的修复方法，主要依据是采用这些方法所得到金属修补层的机械性能，评定它的三个主要指标是：
    1．修补层与基体金属的结合强度
    结合强度是评定修补层质量的首要指标。如果修补层的结合强度不够，在使用中脱皮或滑圈，那么其他方面的性能也就谈不上了。修补层的结合强度是一个比较复杂的问题，它不仅与修复工艺和修补层本身的性能有关，而且也与零件的形状、刚性、表面状态、工作条件等都有密切的关系。结合强度按试验方法可分为：抗拉结合强度、抗剪结合强度、抗扭转结合强度等。其中抗拉强度比较真实地反映修补层与基体金属的结合力。抗剪强度受零件表面状态的影响较大，较能反映修补层的实际工作情况。
    以下是各种修补工艺后修补层与基体金属的抗拉强
度试验结果，供参考。
    手工电弧焊后的修补层其抗拉强度为72 kg/mm2，埋弧焊后的修补层其抗拉强度为74 kg/mm2，振动堆焊后的修补层其抗拉强度为50 kg/mm2，镀铬后的修补层其抗拉强度为49 kg/mm2，金属喷涂后的修补层其抗拉强度为2kg/mm2，胶粘后的修补层其抗拉强度仅为1kg/mm2。
    埋弧堆焊和手工电弧焊的抗拉结合强度最高，在70 kg/mm2以上。振动堆焊层的结合强度比电弧焊的低是由于熔深浅、焊接缺陷多并有较大的内应力，镀铬层的结合强度相当高，和振动堆焊差不多，喷涂层的结合强度低，仅为电弧焊接的三十．几分之一。胶粘的结合强度更小。
    修补层本身的强度与结合强度也是分不开的。比如，在发动机曲轴上的喷涂层，在冷却收缩时产生的应力如果超过喷涂层本身的抗拉强度，它就会胀裂脱壳。当镀铬层很薄时它的结合强度就很好，随着厚度增加和内应力的加大，镀层的结合强度和镀层本身的抗拉强度就都变坏了。
    应当指出，电镀、喷涂、堆焊层承受接触应力的能力都不高。因此，某些钢铁件如齿轮的齿面、滚动轴承与滚珠接触的表面都不宜用这些方法修复。
    2．修补层的耐磨性
    实践证明了镀铬层的硬度最高，相对耐磨。在航空、造船、汽车和拖拉机制造和修理上，镀铬作为耐磨层用的较为广泛。对于发动机的气缸，镀铬是提高耐磨性的最有效的方法之一。但是，镀铬层的磨合性是比较差的。
    振动堆焊层的磨合性和耐磨性都比较好，它的耐磨性相当于45号钢淬硬层的80％～90%。大量振动堆焊曲轴的使用情况也证明是这样。
    镀铁层的磨合性和耐磨性与振动堆焊差不多，相当45号钢淬硬层的70％～80%。现在采用低温不对称交流—直流镀铁，已能得到硬度在HV600以上不脱落的镀层，其耐磨性将进一步提高。
    埋弧焊层的磨合性与焊丝成分、熔剂的化学成分以及焊后的热处理等都有关系。在熔剂里加铬铁及石墨，堆焊层的耐磨性相当于45号钢淬硬层的80％左右。
    金属喷涂层的磨合性特别好。颗粒性的结构，在磨合中磨合得快，掉下的磨屑也较多。但当零件迅速磨合后，由于喷涂层吸附油膜的能力强，在长期使用中磨耗率还是比较低的。用喷涂法修复的发动机曲轴，其使用里程相当于新曲轴的80％～90%。
    3．修补层对零件疲劳强度的影响
    许多重要的钢铁零件都是在交变载荷下工作的。修补层对零件疲劳强度的影响是一个很重要的指标。它不仅影响到零件的寿命，而且关系到机械设备的安全。比如，由于振动堆焊降低零件的疲劳强度比较多，因此一般常规是不焊机械设备（特别是车辆）的转向节。
    各种修补工艺后的修补层对零件疲劳强度影响的试验数据，以45号钢正常化试棒的疲劳强度为准，所降低的百分数如下：
    喷涂层降低14%，电弧焊层降低21%，镀铬降低25%，镀铁降低29%，振动堆焊降低38%。修补层使零件疲劳强度降低的主要原因是：零件表面受到损伤；表面准备时将零件车（磨）细了；修补层与零件表面之间有很大的内应力。因此，振动堆焊和镀铁层对零件的疲劳影响较大而喷涂层则最小。
    以上给出的数据，只能作为比较各种修补工艺后的修补层对零件疲劳强度影响趋势的参考。比如：喷涂层对零件疲劳强度影响较大，但由于喷涂前需将零件表面车去1～2 mm，第二次修复时零件的强度会降低的较多。镀铬及镀铁时，如果镀层很薄或者镀后进行一次减小内应力的热处理，都可降低对零件疲劳强度的影响。手工电弧焊层及埋弧焊层如加滚压强化，零件的疲劳强度还有可能提高。
    4．修复方法的经济合理性
    选择零件的修复方法时应考虑经济合理性，但经济合理性不能只从一个零件上考虑，要有整体与全局观点。为了缩短停工时间提高机械设备的完好率，应当适宜修复更换下来的旧件。随着工业化水平和劳动生产率的提高，配件制造成本降低和质量改进，对零件修复的要求也越来越高。有些零件的修复在现在看来是必要的或合理的，将来也许会变成不必要的或不合理的。
    修复成本与批量有密切的关系。例如：发动机的活塞销制造成本很低，修复在经济上似乎是不合理，但如集中大量活塞销，采用胀大无心磨削的方法修复，其修复成本还是会低于制造成本的。

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