中国铸造网：摘要：同常规的电机轴颈修复方法相比，电镀硬鉻技术具有可靠性高、可以重复使用等优点。中海油湛江分公司w11-4D油田成功采用此项技术完成了注水泵电机轴颈的修复，取得了很好的经验和经济效益。
关键词：注水泵；负载；电镀鉻；振动值
前言
电机作为电力拖动的重要设备，有着十分广泛的用途。电机由于结构、原理简单，日常仅需进行一些简单的轴承、转子和定子的检查保养工作。正常使用时，寿命一般可达十年甚至更长。在电机使用过程中，随着使用年限的增加，轴承会出现疲劳磨损，正常情况下当这种疲劳磨损达到一定程度时，只需要进行简单的轴承更换就可以恢复电机的性能。轴颈是转轴与轴承的配合部分，是转轴最重要而又最易磨损的部位，它的强度和几何尺寸决定电动机能否正常运行。但是在电机的使用过程，可能会因为润滑、对中、疲劳等原因造成电机轴颈的磨损。因此当电机轴颈因为磨损导致椭圆度超标时，必须首先对轴颈进行修复，否则仅仅通过更换电机轴承，可能会因为电机轴颈磨损部位的缺陷，造成电机轴颈处润滑不良、发热和电机振动超标，无法恢复电机的性能。
2008年6月12日5：10分，中海石油湛江分公司W11-4D油田注水泵电机发生电机驱动端轴承烧毁故障，整个注水系统陷入瘫痪。经过现场紧急拆检发现电机驱动端轴颈及轴承严重烧毁，驱动端轴颈原始外径准90mm，经测量发现最大磨损量达到0.43mm，同时轴瓦和油封也都烧毁严重，具体损毁情况见下页图1。
1 电镀修复工艺
事故发生后，油田现场通过对磨损轴颈表面进行清洗、抛光、更换轴承进行修复，但因为轴颈磨损超标最终没有成功。现场抢修失败后经过研究论证，决定将注水泵和电机拆回陆上基地进行全面解体大修，也希望借此机会彻底解决电机和泵因为长期单腿运转所累积的泵体渗漏、电机定子内部挡风板开裂和电机绝缘性能下降等隐患。
常用的电机轴颈磨损检修方法包括堆焊法、锡焊法、粘胶修理法和镶套法。这些方法同电镀鉻技术进行对比，到堆焊法由于热应力易造成轴颈变形、锡焊法不适用于大功率电机、粘胶法可靠性差，而电镀硬铬具有技术成熟、可靠性高的特点，并且当镀层磨损超过规定范围时，褪镀和反复重镀也较方便。结合电机轴颈受损的具体情况，我们决定采取电镀硬鉻法对受损轴颈进行修复。
镀硬铬，属于功能性电镀工艺，已磨损的或加工超差机器零件如汽缸、活塞环、模具、量具和轴杆等，可以通过电沉积产生超尺寸的铬层，然后再加工打磨到需要的尺寸修复。电镀硬铬工艺具有四个性能特点：①耐磨性好。镀铬层随工艺规范不同，可获得不同的硬度400～1200HV。②耐腐蚀性较好。镀硬铬后会在镀铬层表面形成一层非常薄的氧化层，该层相当强韧、难熔并且可以自动封闭，从而可以阻止底层金属的进一步氧化。③耐高温性能良好。研究发现温度升到260℃镀铬层仍保持光亮，继续在空气中升温到315℃，氧化膜增厚且变暗。更高温度下则会产生回火色，且最终形成黑色或墨绿色氧化层。温度达到1000℃以上时，表面形成氧化层，且在氧化层与未受化学影响的镀层之间形成相当硬的氮化铬层。④镀铬层强度随厚度增加而降低，镀铬层与基体结合强度高于自身晶体间结合强度，而抗拉强度与疲劳强度随镀层厚度增加而下降，因此镀铬层厚度一般应≤0.3mm。通过抗剪切试验发现通常钢件上镀硬铬工艺可获得40-45Kg/mm2的结合力。
电镀硬铬工艺的制定必须结合工件形状、镀层厚度、硬度、镀液温度、电流密度等具体要求才能达到产品预期的质量要求。在整个工艺过程中，如何控制好电流效率、镀层覆盖及分散能力、均镀能力、深镀能力，保证镀层与基体材料结合的强度，达到预期的表面硬度和光洁度是整个工艺的难点和关键点所在。由实验得知，就耐磨性而言，在电流密度为40A/dm2和温度为50℃时，获得的的镀层耐磨性最高，当电流密度超过最高值时镀层的耐磨性反而下降。其原因是由于氢对镀铬层的影响，使镀铬层的脆性增大，同时随着温度的增加，相当于获得具有较高耐磨性镀层的电流密度范围急剧变小。就硬度而言，随着温度和电流密度的变化，镀铬层的硬度也在剧烈变化。在温度低于55℃时，增高电流密度，镀铬层硬度便会降低；而在温度高于55℃时，电流密度增高会使镀铬层硬度增高；在温度为55℃时，镀铬层的硬度不随电流密度变化；当温度为50℃时，在任何电流密度下都能得到最高硬度。在此范围内镀铬层所含非金属夹杂物（氧化铬）增多。这些非金属夹杂物本身就是硬磨料，因而增加了镀层硬度。
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