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研究如何提高中速磨煤机耐磨部件的耐磨性

时间:2019-10-17 16:07来源:未知 作者:admin 点击:

磨损是机器设备最常见也是最主要的一种失效方式。任何两个相互接触并且具有相对运动的表面的构件都不可避免地要发生摩擦,任何形式的磨擦都会有磨损的发生。磨损过程中不仅会导致巨大的能量的损失,同时也会引起构件的损坏。据不完全统计,摩擦与磨损每年消耗能源的1/3到1/2,其中,因为磨损直接或间接导致的材料报废占整个材料报废总量的80%,造成的金属损耗达到2.3亿吨之多。所以不难想象,由于磨损所造成的经济损失对于一个国家来说是多么的惊人,由于停机维修而无法生产所造成的经济损失与因为磨损直接造成的机械部件损坏的损失相当,如果再加上由此造成的后续工作的影响,其经济损失估计还要更加严重。

磨损的严重性以及得到人们越来越多的关注,但由于磨损不单是简草的机械部件的相互摩擦作用,同时可能还会伴随有化学或者电化学作用,导致磨损问题更加的复杂,也因为多种因素共同作用的结果,因而导致磨损机理的研究不完善,直到目前关于磨损的机理还不是十分清楚,更没有一条简明的定量定律以供参考。

国内外对于磨损的研究已有一些成果,根据所见的国内外文献及专利资料,近年来的主要进展如下:

对于在凿削性碰撞磨损、研碎性高应力磨损工况下工作的耐磨部件,上海电力学院赵宪萍认为,高铬铸铁是比较推荐的材料之一。以20碳钢、15CrMo合金钢以及12Cr1MoV合金钢为例,具体表现为在温度小于400 0C时,20碳钢表现出较好的耐磨性;在温度大于400℃时,1 SCrMo合金钢表现出较好的耐一磨性:无论在低温还是高温12Cr1MoV合金钢的抗氧化性和耐磨性能都比较好同时还表现出较好的稳定性。

对于在较低应力、小冲击载荷工况下工作的耐磨部件,Hammarsten等人比较推荐采用美国国际镍公司开发的镍铬4号铸铁和高铬铸铁(含Cr 8-9%; Ni5.0-6.5%; C2.6-3.2%)。Hutchings等人认为镍铬4的耐磨性能较好,但因其抗冲击能力欠佳而限制了其在高应力磨粒磨损条件下的应用。

对大面积、高性能耐磨层的需求,提高机械零部件表面耐高温、抗腐蚀、耐高压等一系列性能的重要途径之一就是对机械部件表面使用堆焊和热喷涂技术。国内外开展了先进的高效、低稀释率粉末等离子弧堆焊技术研究。美国根据出现于20世纪60年代的等离子弧堆焊技术,在70年代已经研究出了“高能等离子弧堆焊技术”,其功率达80kW。

20世纪90年代前后,根据送粉形式的不同,日本对等离子弧堆焊枪的结构进行实验、研究和改造。通过改进粉方式,实现对碳化钨颗粒的熔化烧损的控制。

其中大同特殊钢株式会社针对汽车、摩托车等引擎排气阀门研制开发了专用的等离子堆焊枪。

20世纪90年代德国成功地研制了熔覆速度高达70kglh的粉末等离子弧堆焊技术;在名为“利用粉末、焊丝复合堆焊获得高硬度耐碾磨表面保护层”的成果中,研究的PDPA型等离子焊枪系统通过改造采用了组合式的结构,经改造根据不同的硬质颗粒填充物可以任意选择粉末或焊丝,这套焊枪系统的优点在于硬质颗粒物送入熔池的操作和电弧是相互独立的,这样的改进可以有效的避免硬质颗粒因为电弧的影响而造成熔化烧损及扩散。

国内的研究开始于20世纪90年代。目前国外制造的等离子堆焊设备、堆焊材料价格昂贵,技术附加值很高。但是,国内外开发的等离子弧技术主要用于焊接或制备合金覆层,且大多采用送粉方式,基本未用于原位合成陶瓷颗粒增强的表面复合材料,有关表面复合材料的制备技术只是在近年来得到了少量的研究,而有关原位合成表面复合材料的研究就显得更加少了。