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耐磨涂层的应用

2013-3-25 11:39:14      点击:
耐磨涂层的应用
      目前在工艺上比较常用的减少磨损、延长机构寿命的方法之一是采用耐磨涂层,耐磨涂层在各种机构中有什么应用呢?北京耐默科技公司的技术人员就当今的厂家成果向大家做如下阐述:
(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用,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 200HV,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。
     (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65Mo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2.0厚的高铬铸铁型自熔性合金喷焊层,能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。
      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。
    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。
  以上仅仅是几个典型行业的典型应用研究成果,耐磨涂层的应用还有很多方面,经过数年的积累和研究,北京耐默科技有数个心得愿与大家分享。
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