刘世参：再制造工程及其基本科学技术问题(组图)
6 再制造实例
6.1 美国再制造产业
美国1996年再制造企业73000家，年产值530亿美元，与制药业、计算机业和钢铁业的产值相当；再制造直接就业人员48万，明显多于其它产业。其中汽车再制造公司数超过5万家，年销售总额365亿美元，总雇员33万人。
美国四大产业的产值对比
美国四大产业的就业人数对比
6.2 汽车发动机再制造
汽车发动机再制造
若年再制造5万台斯太尔发动机，可以节省金属3.825万吨，回收附加值16.15亿元，可节电7250万度，利税1.45亿元，减少CO2排放3000吨。电刷镀技术再制造发动机连杆：在自动化专机上应用电刷镀技术再制造发动机连杆，镀层厚度0.15mm，一次刷镀4~6件。耗材是零件本体重量的2%，费用是该零件新品价格的1/10。
高速电弧喷涂技术再制造曲轴
高速电弧喷涂是在普通电弧喷涂枪的基础上，通过特殊设计的高压气体喷嘴产生的超音速气流将熔化的金属材料雾化成微滴，并高速沉积到工件表面形成致密涂层的表面工程技术。喷涂铁基熔滴速度在喷枪出口附近由传统喷涂的100m/s，提高到250m/s，结合强度平均提高约10MPa。该技术具有优质、高效、低成本的特点，与操作机或机器人相结合的自动化高速电弧喷涂技术进一步提升了该技术的性能，可实现零件的快速自动化维修/再制造。目前，高速电弧喷涂技术广泛应用于钢结构的长效防腐、锅炉管道的高温冲蚀与热腐蚀防护、机械零部件的尺寸恢复与磨损防护等领域 。
高速电弧喷涂再制造发动机曲轴箱体
采用自动化高速电弧喷涂技术再制造发动机曲轴箱轴承座，涂层厚度0.6mm。单件喷涂时间由手工操作1.5h缩短为20min。耗材小于箱体重量的0.5%，费用小于箱体价格的1/10。
铝合金材料零件的再制造是国外再制造企业面临的技术难题之一，英国委托我们对路虎汽车(Land-Rover)的铝合金发动机缸盖进行再制造，我们采用高速电弧喷涂、微弧等离子熔覆、激光熔覆等三种先进技术成功解决了这一难题。再制造的发动机已投入实用考核，效果良好。
6.3 冶金设备再制造
堆焊技术再制造辊类零件
堆焊是表面工程技术的一个重要分支。堆焊是一种历史悠久，而又非常实用的技术。堆焊的显著特点是堆焊层与母体材料冶金结合，高温、重载服役条件下剥落倾向小，而且可根据服役性能和生产条件在很宽的范围内选择堆焊方法和堆焊材料。堆焊已广泛用于钢铁工业的轧辗、能源领域的加氢反应器、热壁交换炉以及矿山机械和各类阀门中。堆焊不仅是一种零件的修复、再制造手段，而且已成为诸多新品制造中不可缺少的环节。堆焊在提高零件的使用寿命以及节能、节材方面发挥着重要作用。
超音速火焰喷涂用于冷轧张力辊的复合制造与再制造
超音速火焰喷涂（简称HVOF）是利用可燃气体在氧气助燃下释放的化学能为热源，燃气在特殊结构的喷涂枪中形成超音速焰流使喷涂粉末以熔融状态高速撞击到工件表面制备出喷涂层。超音速火焰喷涂的特点：具有高的喷涂粒子速度和相对较低的温度，特别适合于喷涂WC等金属陶瓷材料；喷涂层的压应力结构有利于制备较厚的涂层；喷涂效率高，燃气价格较低，经济性好。
超音速火焰喷涂已用于冷轧张力辊新品的复合制造和旧品的再制造。下图中张力辊的母材是Q345B，过去辊表面镀铬，现在用超音速火焰喷涂制备WC涂层后，使用寿命提高3～4倍，环保效果显著。
6.4 石化电力设备再制造
激光熔覆加等离子喷涂对烟气轮机叶片再制造
炼油厂烟气轮机叶片工况条件恶劣，承受腐蚀气体和多种硬质颗粒的冲蚀，损伤严重。采用复合表面工程技术先通过激光熔覆恢复叶片几何尺寸和力学性能，再用等离子喷涂提高叶片的表面性能，可使再制造后的叶片使用寿命超过原型新品。
二级动叶片激光熔覆过程
激光熔覆技术修复螺杆压缩机阴阳转子以高能量密度的激光为热源，将零件表面预置的或与激光束移动同步输送的合金材料熔化，在零件表面形成熔覆层。激光熔覆层与零件基体为冶金结合且稀释率低，基体热影响区小，熔覆层与基体均无粗大的铸造组织，晶粒细小，组织致密，激光熔覆过程中基体温度不超过80 ℃，零件不易变形。激光熔覆技术已成功应用于电力、石化、冶金等行业高端技术设备的再制造中。
6.5 机床再制造
装备再制造技术国防科技重点实验室利用纳米电刷镀等加工技术和数控化控制等信息技术，将上世纪六、七十年代设备我军部队的老旧机床升级再制造为数控化机床，提高了加工精度、降低了材料和能源的消耗。目前已在7个军区的坦克修理大队、15个师属修理营和海、空、二炮等修理部队推广应用，现已再制造机床120余台。
重庆机床厂从2006年至今已再制造机床500余台，销售收入1500余万元，盘活存量资产3000多万元。
结束语
（1）地下矿石百年后将被采尽，金属资源都将转移到地面上，形成了“都市矿山”，实施再制造是废旧机电产品资源化的首选途径。
（2）再制造工程是在不改变设备（零部件）形状和本体材质的情况下，充分采用先进技术使设备（零部件）性能恢复到新品甚至超过新品的先进制造技术，是绿色制造的组成部分。
（3）中国再制造的特色在于积极开发表面技术、攻克零件剩余寿命评估难题，着力提高旧件利用率，使之对循环经济的贡献更大。
（4）再制造的基本科学技术问题包括毛坯的再制造性评估及设计、再制造产品寿命预测、零件表面/内部损伤的治理、再制造毛坯的性能提升技术、再制造产品的可靠性研究、再制造产品寿命周期分析研究以及基于再制造的产品设计创新。
（5）当前发展再制造产业的形势非常好。再制造是潜在的巨人，再制造产业是朝阳产业，有广阔的发展前途。再制造为企业的发展提供了新的途径，为科技人员提供了施展才能的新课题。
责任编辑：admin
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