Les boîtes en bronze peuvent-elles être réparées après l'usure?

Quelles sont les méthodes de réparation ?

Si le coussinet en bronze peut être réparé après usure dépend principalement du degré d'usure, des propriétés des matériaux et des conditions de travail. Pour une légère usure locale (usure ≤ 0,1 mm) ou une usure uniforme (dilatation du trou intérieur ≤ 0,05 mm), la réparation est plus économique ; mais s'il y a de graves fissures, fragmentation et ablation (fusion de surface ou épaisseur de la couche d'oxyde > 0,1 mm), il est recommandé de le remplacer directement (le coût de la réparation peut dépasser celui d'une pièce neuve). Voici les méthodes de réparation courantes et les scénarios applicables :

一. Méthode de réparation par usinage (applicable à l'usure uniforme ou à la tolérance dimensionnelle)

L'enlèvement de la couche d'usure par coupe et la restauration de la taille et de la précision du trou intérieur du coussinet est la méthode de réparation la plus couramment utilisée, particulièrement adaptée aux coussinets avec une marge d'épaisseur de paroi suffisante (épaisseur de paroi restante ≥ 60 % de l'épaisseur de paroi d'origine).

1. Réparation par alésage + rodage
Étapes :
Utiliser une aléseuse horizontale ou un tour CNC pour aléser le trou intérieur du coussinet afin d'enlever la couche d'usure (enlèvement unilatéral de 0,03 à 0,1 mm, et réserver une marge de rodage de 0,01 à 0,02 mm).
Utiliser une machine à roder pour un rodage de précision (taille des particules de la tête de rodage 800-1200 mesh) pour que la rugosité de surface du trou intérieur atteigne Ra0,8-Ra1,6μm, et l'erreur de circularité ≤0,005 mm.
Avantages : La taille du trou intérieur peut être contrôlée avec précision (la tolérance peut atteindre le niveau H7), et le jeu d'ajustement est restauré à la valeur de conception après la réparation (comme le jeu d'origine 0,02-0,05 mm).
Scénarios applicables : Le manchon est uniformément usé (comme les manchons de roulements de moteur, les manchons de guidage de machine-outil), et le trou du siège n'est pas lâche.
2. Réparation par manchon (pour une usure sévère ou un trou intérieur trop grand)
Étapes :
Aléser le manchon d'origine à une taille plus grande (par exemple, φ50 mm d'usure à φ50,5 mm, alésage à φ51 mm), en s'assurant que la paroi intérieure est lisse et exempte de défauts.
Enfoncer un manchon en bronze à paroi mince (le matériau est le même que le manchon d'origine, l'interférence est de 0,01 à 0,03 mm), puis l'aléser à la taille prévue.
Avantages : La taille de conception d'origine peut être restaurée pour éviter de remplacer le trou du siège (surtout lorsque le trou du siège est en fonte ou en acier, ce qui permet d'économiser des coûts).
Remarque : L'épaisseur de la paroi du manchon doit être ≥2 mm, sinon il est facile de se déformer.

二. Méthode de réparation de surface (applicable à l'usure locale ou aux rayures)

En remplissant la zone usée ou en renforçant la surface, la précision d'ajustement du coussinet est restaurée, ce qui convient aux défauts tels que les dépressions locales et les rayures (profondeur ≤ 0,2 mm).

1. Réparation par soudure à l'alliage étain-bismuth (pour les coussinets en bronze d'étain)

Principe : Le bronze d'étain (tel que ZCuSn10Pb1) a une teneur élevée en étain et peut être soudé à basse température (température 350-450℃) avec une flamme oxyacétylénique, et un alliage étain-bismuth (point de fusion 138℃) est utilisé pour remplir la zone usée.

Étapes :
Meuler la zone usée avec du papier de verre, enlever la couche d'oxyde et la nettoyer avec de l'alcool.

La flamme chauffe le défaut à 200-250℃, appliquer du flux (tel que de la colophane), faire fondre l'alliage étain-bismuth pour remplir le défaut et le lisser avec une lime après refroidissement.

Avantages : La température de soudure est basse, ce qui évite le recuit du coussinet (la température de recuit du bronze est généralement >500℃), et n'affecte pas la résistance de la matrice.
Scénarios applicables : ZCuSn10Pb1, ZCuSn5Pb5Zn5 et autres coussinets en bronze d'étain (teneur en étain > 5 %), tels que l'usure locale des coussinets de boîte de vitesses.
2. Réparation par placage au pinceau (applicable aux coussinets de précision)
Principe : En utilisant l'électrolyse, une couche de placage en alliage de cuivre (tel que l'alliage Cu-Sn) est déposée sur la surface usée, et l'épaisseur peut être contrôlée à 0,01-0,1 mm.
Étapes :
Prétraitement de surface : dégraissage → décapage (acide sulfurique dilué à 5 %) → activation (élimination du film d'oxyde).
Placage au pinceau : Tremper le stylo de placage dans la solution de placage (telle que la solution de sulfate de cuivre acide) et le déplacer d'avant en arrière dans la zone usée. La densité de courant est de 10-20A/dm² pour contrôler l'épaisseur du placage.
Avantages : La résistance de liaison entre le placage et le substrat est élevée (> 20MPa), et la précision dimensionnelle peut atteindre 0,001 mm, ce qui convient aux scénarios d'ajustement de précision (tels que les coussinets de soupape hydraulique).
Limitation : L'épaisseur du revêtement est limitée (>0,1 mm est facile à décoller), ne convient pas aux conditions de service intensif.
3. Réparation par revêtement laser (pour les coussinets en bronze à haute résistance)
Principe : Utiliser un faisceau laser pour faire fondre la poudre de bronze (correspondant au matériau de base, tel que la poudre d'alliage Cu-Al pour le bronze d'aluminium) pour former une couche de revêtement (épaisseur 0,1-1 mm) sur la surface usée.
Avantages : Petite zone affectée par la chaleur (<0,5 mm), pas de déformation, dureté élevée de la couche de revêtement (la dureté du bronze d'aluminium après revêtement peut atteindre HB200-250, 30 % de plus que la base).
Scénarios applicables : Usure locale du bronze à haute résistance (tel que ZCuAl10Fe3) coussinets (tels que les coussinets de broche d'excavatrice), particulièrement adapté aux conditions de service intensif.

三. Réparation de l'usure causée par le frottement sec ou une mauvaise lubrification (modification de surface requise)
Si le coussinet présente une usure adhésive due au frottement sec (marques de transfert de métal sur la surface), la performance de lubrification de surface doit être améliorée après la réparation :
Après la réparation, effectuer un traitement de sulfuration : placer le coussinet dans une solution de sulfure de sodium (concentration 10 %) et le tremper à 80℃ pendant 2 heures pour former un film de sulfure de cuivre (épaisseur 0,005-0,01 mm) sur la surface, réduisant le coefficient de frottement (de 0,15 à 0,08).
Pour les coussinets avec un mouvement à haute fréquence (tels que les coussinets de curseur de poinçon), un réservoir d'huile (largeur 2 mm× profondeur 0,5 mm) peut être ouvert dans le trou intérieur après la réparation pour améliorer l'effet de lubrification.

四. Vérification après réparation
Quelle que soit la méthode utilisée, les tests suivants sont requis après la réparation :
Précision dimensionnelle : La tolérance du diamètre du trou intérieur doit répondre aux exigences de conception (telles que le grade H7), et le jeu avec l'arbre est de 0,01 à 0,05 mm (ajusté en fonction de la vitesse, l'arbre à grande vitesse prend un petit jeu).
Qualité de surface : pas de fissures, de pores, rugosité ≤Ra1,6μm (détecté par un rugosimètre).
Test de charge : Pour les coussinets à forte charge (tels que les coussinets de tambour de grue), un test de charge nominale de 1,2 fois est requis pendant 1 heure, sans usure anormale.

Résumé
La faisabilité de la réparation des coussinets en bronze dépend du degré d'usure : une usure mineure est de préférence traitée par usinage ou placage au pinceau ; les défauts locaux peuvent être réparés par soudure ou revêtement laser ; une usure sévère est recommandée pour être remplacée. Lors de la réparation, il faut prêter attention aux matériaux correspondants (tels que le bronze d'étain pour éviter la réparation à haute température), et la lubrification doit être renforcée en combinaison avec les conditions de travail pour prolonger la durée de vie secondaire.