截齒強(qiáng)化表面提高耐磨性的方法
時(shí)間:2015-05-29 作者 :admin
截齒在工作過(guò)程中,要承受高的壓應(yīng)力,剪切應(yīng)力和沖擊負(fù)荷,是更換量最大的煤礦機(jī)械零件之一。對(duì)截齒進(jìn)行表面強(qiáng)化提高耐磨性是一個(gè)重要的手段。常見(jiàn)方法:
熱噴涂通過(guò)火焰、電弧或等離子體等熱源,將某種線狀或粉狀的材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài)并加速形成高速熔滴,噴向基體在其上形成涂層,可以對(duì)材料表面進(jìn)行強(qiáng)化,提高其耐磨和耐腐蝕等性能。
等離子熔覆
等離子熔覆是采用等離子束為熱源,使金屬表層獲得優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱、耐沖擊等性能的新型材料表面改性技術(shù)。等離子熔覆是一種快速非平衡凝固過(guò)程,具有過(guò)飽和固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化等多種強(qiáng)化效應(yīng)。
激光熔覆
激光熔覆是利用高能激光束將預(yù)置或同步送入待處理工作表面的合金粉末熔化,基體同時(shí)熔化薄層,并以極高冷卻速度快速凝固,實(shí)現(xiàn)涂層與基體冶金結(jié)合,獲得具有特殊性能的表面涂層,達(dá)到表面改性或表面修復(fù),從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等的工藝方法。
堆焊是借用焊接的手段對(duì)金屬材料的表面進(jìn)行厚膜改質(zhì),即在零件上堆敷一層或幾層具有希望的性能的材料。這些材料可以是合金,也可以是金屬陶瓷,它們可以具有原機(jī)件不具有的性能,如高的耐磨性、良好的耐蝕性或其他性能。
等離子束表面冶金
等離子束表面冶金技術(shù)是以等離子弧為熱源,采用同步送粉方式,在基體材料表面獲得一層均勻致密、結(jié)合牢固的特殊保護(hù)涂層,實(shí)現(xiàn)涂層與金屬基體的冶金結(jié)合,從而使金屬表面具有非常高的耐磨、耐蝕、抗高溫氧化等性能。
釬焊及熱處理
開(kāi)采用截齒的種類越來(lái)越多,由于開(kāi)采工作對(duì)截齒的損壞比較嚴(yán)重,研發(fā)質(zhì)量越來(lái)越好的礦用截齒是每一個(gè)生產(chǎn)廠家努力的方向。
截齒的釬焊及熱處理工藝是保證截齒質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前截齒釬焊、熱處理是融為一體的技術(shù)。它是采用真空爐加熱,使釬焊好的截齒不經(jīng)過(guò)空冷直接淬火,釬焊、熱處理一次完成。避免了傳統(tǒng)釬焊表面與空氣接觸產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象,保證熔化的釬料與釬焊表面直接接觸,保證焊接質(zhì)量;同時(shí)由于釬焊、熱處理一次加熱完成,避免了兩次加熱引起的合金頭脆化、焊縫強(qiáng)度降低等問(wèn)題。
旋轉(zhuǎn)翼截齒(齒體材料42CrMo)與傳統(tǒng)的截齒不同,凸起的肋是為加強(qiáng)截齒旋轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)的,臺(tái)肩處的開(kāi)口槽為截齒的定位與排水槽。
工件特點(diǎn)是:從下至上,柄部直圓柱開(kāi)槽;中間臺(tái)肩底部有四個(gè)開(kāi)口槽;頭部與中間臺(tái)肩連接為大圓弧過(guò)渡,齒體頭部有三條凸起旋轉(zhuǎn)翼和合金孔。齒體成型難點(diǎn)在于三條凸起筋和四個(gè)開(kāi)口槽。旋轉(zhuǎn)翼截齒與傳統(tǒng)的截齒產(chǎn)品相比較,傳統(tǒng)的截齒齒體生產(chǎn)方式為鍛造后再加工,而復(fù)雜形狀截齒的齒體生產(chǎn)方式只能采用鑄造成形,這兩種生產(chǎn)方式不可避免地造成了齒體在加工后存在金屬流線被切斷、金屬晶粒粗大和機(jī)械性能下降等缺陷,極易折斷,導(dǎo)致截齒工作中非正常失效,為礦山開(kāi)采造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。目前國(guó)內(nèi)外的截齒齒體生產(chǎn)一擠壓、模鍛和楔橫軋等塑性成形后機(jī)械加工方式為主?,F(xiàn)在市場(chǎng)上楔形截齒的需求正在不斷地加大。這類截齒有生產(chǎn)成本低和產(chǎn)品綜合機(jī)械性能高等特點(diǎn)。
煤礦采煤機(jī)煤截齒具有良好的綜合傷害抵抗,保護(hù)切削齒頭從強(qiáng)大的磨損和過(guò)早失效的綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)的推廣與應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō),如果廢刀齒是修理,所以煤刀齒重用技術(shù),耐磨堆焊層可能是煤礦綜采設(shè)備實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的一部分。雖然煤炭銑刀齒耐磨堆焊層用于采礦生產(chǎn)在我國(guó)可能有幾十年的歷史,一些單位在生產(chǎn)切削齒耐磨堆焊層技術(shù)積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
在許多采礦業(yè)務(wù),然而,由于質(zhì)量問(wèn)題的采煤機(jī)切削齒,硬質(zhì)合金刀具,過(guò)早斷裂的切割工具,采煤機(jī)齒頭磨損失效現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,每一萬(wàn)噸煤消費(fèi)高,切削齒的數(shù)量增加了生產(chǎn)成本,直接影響到生產(chǎn)效率的采煤機(jī)。北京科技大學(xué)為技術(shù)根據(jù)煤礦用刀齒磨損形式及特點(diǎn),使用碳化鈮作為耐磨硬相位,開(kāi)發(fā)了高硬度、不開(kāi)裂、耐沖擊的采煤機(jī)切割齒線、堆焊材料的顯微結(jié)構(gòu)和性能的堆焊層進(jìn)行研究,取得了良好的效果。
采煤機(jī)齒使用耐磨堆焊技術(shù)在煤炭切削齒鋼堆焊層碳化鈮硬質(zhì)合金,以取得和金相結(jié)構(gòu)的堆焊耐磨層與襯底。密集分布的碳化鈮在黑色馬氏體和殘余奧氏體,保護(hù)集體的磨損,高硬度堆焊層硬質(zhì)合金以及一大批冶金結(jié)構(gòu)與功能的耐磨骨架,與高耐磨堆焊層。堆焊層的平均顯微硬度是580高壓,洛氏硬度為54 HRC,最高硬度可達(dá)到68 HRC。由于堆焊層耐磨骨架的作用,避免過(guò)早失去硬質(zhì)合金頭,因此堆焊層煤刀齒使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通國(guó)內(nèi)煤礦與切削齒。