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  • 耐磨涂层的应用

    时间:2012-10-30 12:15 作者:admin 点击:
    耐磨涂层的应用 (1)在机床导轨上的应用 机床导轨是整个机床的装配基础,其耐磨性及尺寸精度是影响机床使用寿命和保持精度 的主要因素之一。由于机床导轨用铸铁制造,其硬度和耐

    耐磨涂层的应用
        (1)在机床导轨上的应用
        机床导轨是整个机床的装配基础,其耐磨性及尺寸精度是影响机床使用寿命和保持精度
    的主要因素之一。由于机床导轨用铸铁制造,其硬度和耐磨性都比较低,导轨在不断的往复
    滑动摩擦过程中,磨损较快,一般3-5年就需大修,因此在机床修理工作量中,导轨修理
    约占50%-90%。
        为了提高机床导轨的耐磨性能,从材料方面研究了比普通铸铁耐磨性能更高的磷铜钛铸
    铁、钒钛铸铁和高磷铸铁;从热处理方面采用了接触电阻淬火和感应淬火,后来又发展了低
    摩擦系数的塑料导轨。但是上述措施对于局部磨损而需要修复其原有的精度是不适用的。而
    采用氧一乙炔线材喷涂工艺,先喷钼打底层,再喷涂T8钢或铬钢制成涂层导轨。这种方法不
    仅能够修复局部磨损和严重划伤的部位,而且还可以作为一种提高耐磨性的重要措施之一。
        涂层导轨表面是由无数微粒质点组成的,微粒之间存在一定的孔隙度,在实际使用过程
    中,涂层导轨表面的孔隙有利于润滑油的储存,特别在导轨副润滑条件差、失油现象严重和
    滑动摩擦的情况下,涂层导轨孔隙的含油性能更显示出它的优越性。由于油膜始终存在于摩
    擦副之问,所以抗黏附性能很好。此外,导轨副之间的接触是若干点的接触,其粒度范围在
    4-40”m之间.颗粒显微硬度可达60HRc左右。涂层导轨这一特性是提高导轨面耐磨性能
    的重要因素。
        使用高碳钢制成的导轨涂层在各种型号的龙门刨床、铣床、车床等机床中得到了应用。
    经热喷涂后制成的高碳钢导轨涂层,在实际使用一个大修周期后,测得靠车头一段仅磨
    损O.03mm。
        机床喷涂导轨具有很好的抗滑动磨损性能,能长期保持机床的精度,磨损量很小,从而大大
    延长了机床的大修周期,涂层导轨使用寿命比一般铸铁导轨提高1-2倍,甚至更高。因此广泛
    推广应用涂层导轨工艺,必将在机床制造业和机床维修业中取得明显的技术经济效果。
        (2)在活塞环上的应用
        随着柴油机的高速强化发展而出现的活塞环黏着磨损也越来越严重,直接影响发动机运
    转的可靠性和寿命的要求。为此对活塞环的防黏着磨损除了建立活塞环一整套设计参数外,
    又从表面的镀铬处理发展为采用等离子弧喷涂钼基合金涂层(即65%-75%Mo+25%-
    35%Ni Cr B Si),显示了这种涂层材料所具有的特性。
        涂层材料中以高熔点的钼为基础,使得整个涂层可以承受瞬时摩擦高温而带来的热影
    响。涂层具有多孔性,有很好的储存润滑油效果。当处于临界润滑状态时,因摩擦高温致使
    孔隙中的润滑油膨胀,在毛细管作用下,润滑油沿孔隙外溢,从而起到了良好的润滑调节作
    着磨损量的增加而急剧下降,所以从硬度的角度看来,喷焊层比氮化层耐磨。
        (6)在泥浆泵上的应用
        活塞杆是泥浆泵的主要易损件之一,它在工作中除传递交变的轴向载荷外,还受着悬浮
    在泥浆液中的硅酸盐、石英砂磨粒的擦伤和泥浆液的化学腐蚀,这些磨粒硬度可达l 200
    HV,在高压、大流量的泥浆液携带下,磨料冲刷杆面,并挤入密封填料中与杆面发生严重
    摩擦,使杆面过早出现“拉槽”和磨损,甚至导致报废。
        活塞杆平均使用寿命较短,导致停机维修频繁,影响自了油田开发的速度。为了提高零件
    的耐磨性,应选用大于或近似于磨粒硬度的材料,以防止杆面的擦伤和早期磨损。而镍基自
    熔性合金粉末或含WC的自熔性合金粉末所形成的硬质喷焊层,则能满足上述要求。由于
    这些合金中含有较高的镍、铬元素,所以喷焊层也具有很好的抗化学腐蚀性能。
        将经过喷焊含WC自熔性合金粉末的泥浆泵活塞杆与普通生产的活塞杆装机对比试验
    结果表明,使用寿命由原来平均200h延长到1 000h左右,大大提高了活塞杆的使用寿命。
    试验时的泥浆泵压为1 5-18MPa,最高冲击次数为65[-./rain,含砂量为0·1%-O·5%。
        (7)犁铧上的应用
        农用犁铧在耕地作业中受到泥沙的摩擦,是一种典型的低应力磨粒磨损易损件。如果采
    用常规的65M。或65SiMn钢制造,磨损很严重,每年需消耗大量锰钢。而采用氧一乙炔火焰
    喷焊工艺,在犁铧工作刃口上喷焊一层1.5-2mm厚的镍基合金粉末或用等离子喷焊法喷
    上2。。厚的高铬铸铁型自熔性合金喷焊层,口丁显著提高耐泥沙磨损,提高使用寿命3倍
    左右。
        (8)其他应用
        铁路钢轨特别是其接头部位,在使用过程中,由于遭到车轮频繁的冲击、擦伤、打滑、
    磨耗而出现剥蚀、剥落和撕裂以致形成低塌和洼坑,产生表面疲劳磨损,严重影响钢轨的使
    用寿命和行车安全.影响铁路运输的正常运行。
        采用氧一乙炔火焰喷焊铁基自熔性合金抗表面疲劳磨损涂层·通过200万次(脉冲次数)
    的疲劳试验和在200t液压试验机上进行压弯试验,未发现裂纹、起壳、剥落、分层等情况。
    经现场焊补的钢轨使用结果表明,焊层质量良好,焊层平整、光滑、具有良好的抗疲劳磨损
    性能,而且施工方便,成本低廉。
        修补钢轨的热喷涂涂层的主要性能见表10.4。
    下表修补钢轨的热喷涂涂层的主要性能
    ┏━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━┓
    ┃    合金粉末                ┃    相对耐磨性    ┃    抗拉强度/MPa ┃    疲劳试验循环移=数 ┃
    ┣━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫
    ┃  氧一乙炔火焰喷焊铁基合金  ┃    29 2-33 8     ┃    475-492       ┃    200万次无裂纹     ┃
    ┗━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━┛
        ①钢轨的相对耐磨性为l2.7
        发电厂使用的风机叶片长期高速运行,吸风力强,经常受到煤灰粒子强烈的磨损,一般
    使用寿命在4-6个月,现采用氧乙炔粉末喷焊工艺.使用寿命比原来延长6倍以上,效果
    显著。
        矿下采煤用单链刮板输送机在连续输煤过程中,中部槽板受到钢链刮板和煤块的严重磨
    损,原用厚度为6mrn的进口锰钢(16Mn)板制造,一般使用半年就磨穿。每年不仅要耗用
    大量锰钢板,而且直接影响煤矿的生产,成为影响煤机寿命的主要部件之一。而采用喷焊工
    艺,在输煤机中部槽板上喷焊厚度为2-3mm的高铬铸铁合金焊层,增强了抗磨粒磨损性
    能,使槽板的使用寿命延长3倍以上。
        铸造车间的混砂机刮板,遭受砂粒的严重磨损,采用镍基合金粉末喷涂后,寿命比原
    40铸钢刮板提高8倍。对N 7型碾米机刀片采用F305喷涂层后,使用片寿命提高10倍
    以卜。
        内燃机车扫气泵上、下叶轮轴颈磨损,喷涂镍包铝粉末作打底层、n12作表而工作层
    修复后,可以大大节约成本,提高使用寿命。棉纺厂浆纱辊筒轴颈工作过程中磨损2mm,
    喷涂镍包铝粉末作打底层,再喷涂镍基合金粉末作表面工作层,可以节约成本、延长使用
    寿命。

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