再制造技术与应用

上篇再制造——战略型新兴产业

第1章再制造概述

11再制造的概念/002

12再制造与维修的区别/003

13再制造与绿色制造的联系/004

14再制造的特点/004

参考文献/005

第2章国外再制造产业发展

21国外再制造产业发展历程/006

22主要国家再制造产业发展特点/008

23一些发达国家在再制造产业方面取得的成就/009

231美国/009

232德国/015

233日本/016

24国外再制造企业的模式与特点/017

参考文献/018

第3章再制造产业在中国

31中国再制造产业发展/019

311再制造产业萌生阶段/019

312学术研究、科学论证阶段/019

313国家法律支持，政府全力推进阶段/020

32中国再制造政策/022

321再制造相关的政策法规梳理/022

322再制造相关的政策法规实施效果分析/023

323再制造政策法规的特点/024

参考文献/026

第4章再制造产业的技术体系发展

41再制造技术体系/027

42再制造技术重点发展方向/028

43再制造技术发展趋势/029

参考文献/030

第5章再制造产业典型发展实例

51汽车零部件再制造试点企业开展再制造的情况/031

52非试点企业和其他类型企业再制造情况/032

53中国再制造技术及产业发展的重点领域/033

参考文献/038

下篇再制造实用技术

第6章再制造实用拆解技术

61基本概念与主要特征/040

611再制造拆解基本概念/040

612再制造拆解特点/040

613再制造拆解技术发展趋势/041

62再制造实用拆解技术/042

621再制造拆解分类/042

622再制造拆解的要求及规则/043

623再制造拆解技术方法/045

624典型连接件的拆解/048

63废旧发动机再制造拆解技术应用/050

参考文献/052

第7章再制造实用清洗技术

71概念与特征/053

711基本概念/053

712再制造清洗影响因素/054

713再制造清洗的基本要素/055

714再制造清洗阶段及要求/055

715再制造清洗内容/056

72再制造实用清洗技术/058

721物理法再制造清洗技术/058

722化学法再制造清洗技术/064

723先进再制造清洗技术及发展趋势/072

73典型零部件再制造清洗技术应用/073

731发动机缸体的清洗流程/073

732发动机缸盖清洗流程/074

733发动机油底壳的清洗流程/075

参考文献/075

第8章再制造实用检测技术

81概念与特征/076

811基本概念/076

812再制造毛坯检测的内容/077

813机械零部件的失效形式分析/078

82废旧毛坯件检测方法/079

821感官检测法/079

822测量工具检测法/080

823无损检测法/081

83零部件再制造质量检测技术/081

831零件几何参数检测技术/081

832零件性能检测/084

84再制造零件无损检测技术/087

841无损检测技术概述/087

842渗透检测技术/088

843磁粉检测技术/089

844超声波检测技术/091

845涡流检测技术/093

846磁记忆检测技术/094

847射线检测技术/096

85典型件再制造检测应用/096

参考文献/098

第9章再制造表面工程技术

91概念与特征/099

911再制造加工的概念/099

912再制造加工方法分类与选择/100

913再制造表面工程技术的应用/101

92表面镀层再制造技术/101

921电镀技术/101

922化学镀技术/103

923电刷镀技术/104

924纳米复合电刷镀技术/106

93表面涂层再制造技术/108

931热喷涂技术基础/108

932高速电弧喷涂技术/110

933氧乙炔火焰喷涂技术/112

934微纳米超声速等离子喷涂技术/113

935表面粘涂技术/114

94表面覆层再制造技术/116

941焊接技术/116

942微脉冲冷焊技术/122

943激光再制造技术/125

944氧乙炔火焰粉末喷熔技术/127

95表面改性再制造技术/128

951表面强化技术/128

952离子注入技术/130

953低温离子渗硫技术/132

96零件表面再制造技术的应用/133

961曲轴的再制造恢复/133

962气缸体主轴承孔的再制造/136

963舰船钢板的再制造延寿/137

964大型发酵罐的再制造延寿/140

965发动机凸轮轴轴颈的再制造/141

966典型零件的激光再制造/142

参考文献/145

第10章再制造机械加工技术

101再制造机械加工特点及作用/146

1011机械加工的特点/146

1012机械加工在再制造中的作用/146

102失效件常用再制造机械加工方法/147

103零件表面再制造涂层的机械加工技术/148

1031再制造涂层切削加工的特点/149

1032再制造涂层的车削加工/149

1033再制造涂层的磨削加工/154

1034再制造涂层的特种加工技术/155

104典型废旧件再制造机械加工工艺/157

1041发动机缸体与缸盖的再制造加工工艺/157

1042曲轴再制造加工工艺/159

1043连杆再制造加工工艺/161

参考文献/162

第11章再制造产品涂装和包装

111再制造涂装技术/163

1111基本概念/163

1112涂装工具设备/164

1113涂装工艺/164

112再制造产品包装技术与工艺/166

1121定义及分类/166

1122产品包装材料及容器/167

1123再制造产品包装技术/167

1124再制造产品的绿色包装/169

1125再制造产品质保附件/170

参考文献/171

索引/172

《再制造技术与应用》是《材料延寿与可持续发展》丛书之一，是我国再制造专家徐滨士院士等创作的一本再制造理论与实践的新著。全书分两篇，上篇“再制造——战略型新兴产业”清晰地阐明再制造产业的概念、重大意义和基本理论，介绍汽车再制造等产业的发展状况；下篇“再制造实用技术”系统地阐述了再制造成熟的技术体系，即再制造拆解、清洗、检测、表面工程、机械加工、涂装和包装等技术原理和技术应用。

全书结构清晰，概念清楚，可供从事机械产品设计、制造、使用、维修、再制造、资源化的工程技术人员、管理人员、研究人员参考。

产品的再制造过程一般包括七个步骤，即产品清洗、目标对象拆卸、清洗、检测、再制造零部件分类、再制造技术选择、再制造、检验等。

1.产品清洗

产品清洗是再制造工程的重要一步。清洗的清洁度对于产品性能的检测，再制造目标对象的准确确定等非常重要。其目的是清除产品外部尘土、油污、泥沙等脏物。外部清洗一般采用1～10MPa压力的冷水进行冲洗。对于密度较大的厚层污物，可以加入适量的化学清洗剂，并提高喷射压力和温度。常用的清洗设备包括：单枪射流清洗机、多喷嘴射流清洗机等。

2.目标对象拆卸

通过分析产品零部件之间的约束关系，确定目标对象的拆卸路径，完成目标对象拆卸。

3.目标对象清洗

目标对象的清洗就是根据目标对象的材质、精密程度、污染物性质不同，以及零件清洁度的要求，选择适宜的设备、工具、工艺和清洗介质，对目标对象进行清洗。目标对象清洗有助于发现目标对象的问题和缺陷，在零件再制造过程中具有重要的意义。

4.目标对象检测

目标对象检测不仅影响再制造的质量，也影响再制造的成本。零件从机器上拆下后，需要通过检测确定技术状态。常用的检测内容和方法有：

（1）零件几何形状精度。检测项目有：圆度、圆柱度、平面度、直线度、线轮廓度和面轮廓度等。检测一般采用通用量具，如游标量具、螺旋测微量具、量规、千分表、百分表。

（2）零件表面位置精度。检测项目有：同轴度、对称度、位置度、平行度、垂直度、斜度以及跳动等，检测一般采用心轴、量规和百分表等通用量具相互配合进行测量。

（3）零件表面质量。检测项目有：疲劳剥落、腐蚀麻点、裂纹与刮痕等，裂纹可采用渗透探伤、磁粉探伤、涡流探伤以及超声波探伤等。

（4）零件内部缺陷。内部缺陷包括裂纹、气孔、疏松、夹杂等。主要用射线及超声波探伤检查，对于近表面的缺陷，也可用磁粉探伤和涡流探伤等。

（5）零件机械物理性能。零件的硬度可用电磁感应、超声和剩磁等方法进行无损检测；硬化层深度、磁导率等可用电磁感应法进行无损检验；表面应力状态可采用X射线、光弹、磁性和超声波等方法测量。

（6）零件重量与平衡。有些零件如活塞、活塞连杆组的重量差需要检测。有些高速零件，如曲轴飞轮组、汽车传动轴等需要进行动平衡检查。高速零件不平衡将引起振动，并对其他零部件形成附加动载荷，加速零件磨损或其他损伤。动平衡需要在专门的动平衡机上进行。

5.再制造零部件分类

再制造零部件应根据其几何形状、损坏性质和工艺特性的共同性分类。零件分类的目的主要有：

①用以制定典型工艺过程和成组工艺过程。

②确定通用的再制造设备，以再制造成组的类似零件。

③合理组织工作地点。

④对相同的和类似的零件进行再制造时，消除定额指标的差异。

⑤使得统计、计划生产及其他作业实现机械化。

⑥建立合理的车间内和车间之间的运输图。

⑦对再制造企业的零件再制造工段和车间选择最佳的生产结构。

综上所述，再制造零件的分类为再制造企业采用大批量或批量方法实现再制造提供了条件。

6.再制造技术选择

根据再制造企业的技术水平、目标对象的损坏情况以及各种再制造技术的技术、经济和环境特性选择适宜的再制造技术。

7.再制造

根据所选的再制造技术，进行目标对象的再制造。

8.检验

对再制造后的目标零件进行检验，看是否达到技术要求。其具体内容和方法同目标对象检测 。

再制造工程是一个统筹考虑产品零部件全生命周期管理的系统工程，是利用原有零部件并采用再制造成型技术（包括高新表面工程技术及其他加工技术），使零部件恢复尺寸、形状和性能，形成再制造的产品。主要包括在新产品上重新使用经过再制造的旧部件，以及在产品的长期使用过程中对部件的性能、可靠性和寿命等通过再制造加以恢复和提高，从而使产品或设备在对环境污染最小，资源利用率最高，投入费用最小的情况下重新达到最佳的性能要求。再制造工程被认为是先进制造技术的补充和发展，是21世纪极具潜力的新型产业。

图所示为产品的生命周期过程简图。由图可以看出再制造与维修、回收的区别。以往的产品报废后，一部分是将可再生的材料进行回收，一部分将不可回收的材料进行无害化处理。在产品的生命周期过程中维修主要是针对在使用过程中因磨损或腐蚀等原因而不能正常使用的个别零件的修复。而再制造是在整个产品报废后，通过采用先进的技术手段对其进行再制造形成新的产品。再制造过程不但能提高产品的使用寿命，而且可以影响产品的设计，最终达到产品的全生命周期费用最小，保证产品创造最大的效益。此外，再制造虽然与传统的回收利用有类似的环保目标，但回收利用（如熔化钢铁和溶解纸张）主要是材料的重新利用，而再制造技术是一种零部件功能性恢复技术，可以从废弃产品中获取零部件的最高价值，甚至获得更高性能的再制造产品。由此可见，再制造是对产品的第二次投资，更是使产品升值的重要举措 。

再制造是一个物理过程，比如，用旧了的发动机，经过一番修复、改造后，最后装成的仍然是一台发动机，而不是别的什么。由此看来，再制造不同于废旧物资回收利用。

再制造也具有化学过程的特征。虽然旧的发动机经再制造后仍是发动机，但是它的原材料或构件已经脱胎换骨，而且再制造的产品不是“二手货”，而是一种全新的产品，所以再制造也不等于一般的原材料循环利用。

再制造的本质是修复，但它不是简单的维修。再制造的内核是采用制造业的模式搞维修，是一种高科技含量的修复术，而且是一种产业化的修复，因而再制造是维修发展的高级阶段，是对传统维修概念的一种提升和改写。

“全寿命周期”这个概念就是由再制造生发的。通常我们说产品寿命周期，指的就是产品的制造、使用和报废处理三个阶段，再制造产业诞生后，产品的寿命周期就不仅要考虑上述三个阶段，而且在产品设计时就充分考虑产品维护以及采用包括再制造在内的先进技术对报废产品进行修复和再造，从而产品性能和价值得以延续。换言之，在全寿命周期概念中，应该报废的产品其寿命并未终结，经过再制造之手，它可以再度使用，因而产品的全寿命周期链条就拉长为产品的制造、使用、报废、再制造、再使用、再报废。

再制造不但能延长产品的使用寿命，提高产品技术性能和附加值，还可以为产品的设计、改造和维修提供信息，最终以最低的成本、最少的能源资源消耗完成产品的全寿命周期。国内外的实践表明，再制造产品的性能和质量均能达到甚至超过原品，而成本却只有新品的1/4甚至1/3，节能达到60%以上，节材70%以上。业内人士认为，最大限度地挖掘制造业产品的潜在价值，让能源资源接近“零浪费”，这就是发展再制造产业的最大意义所在。