
表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类,而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术,约占表面工程技术的1/3,是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。高温炉机架辊可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。 涂层可以对材料表面性能(耐磨性、耐蚀性、耐热性等)进行强化或再生,起到保护作用,并对因磨损腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。同时,还可以赋予材料表面以特殊性能(电、光、磁等)。现在生产实际中应用比较广泛的方法主要有火焰喷涂法(包括线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂等)、等离子弧喷涂和电弧喷涂。

保定高温炉机架辊目前最运用广泛的行业是轧辊表面修复和刀具刃口的修复。堆焊是将具有特定性能的材料覆盖在工件焊接表面上的一种焊接工艺,目的是为了恢复工件外表面硬度或增加工件的外尺寸。工件材料堆焊层磨损以后,通过再次堆焊可以提高整个零件的使用寿命,节约制造成本和维修费用,还可以缩短整体零件修理和更换的时间,减少停产次数和停产的损失,从整体上降低生产成本。机架辊价格能更好的利用材料以获得优异的综合性能,对改进产品设计也有重大意义,堆焊内容主要包括两个方面。一个是堆焊的合金,二是堆焊的工艺。

山东热喷涂是恢复尺寸的一种经济有效的方法。无论是工作磨损还是加工超差造成的工件尺寸不合要求,利用热喷涂均能提供新表面,高温炉机架辊这种方法既没有焊接的变形,也不象特殊的电镀工艺那样昂贵。同时,新表面由耐磨损或抗蚀性材料构成,或者与工件的原材料相同。保定机架辊应用实例: 水电站的轮机叶片长期受高落差并含有腐蚀性物质水流的强力冲蚀,其厚度明显变薄。涂层不但可以恢复叶片厚度,还将使其更加耐冲击和腐蚀。

保定机架辊的工艺方法通常有焊条电弧堆焊、氧一乙炔焰堆焊、埋弧堆焊、熔化极气体保护电弧堆焊、钨极氩弧堆焊、等离子弧堆焊及电渣堆焊等。高温炉机架辊方法的选择一般根据现场施工条件和技术要求来选择。常用堆焊方法的特点及应用范围。焊条电弧堆焊特点:设备便宜、轻便,适合现场堆焊;焊接灵活性大,对形状不规则的工件进行堆焊尤为合适;电弧温度高、热量集中。故生产率高,工件变形小;但熔深大,稀释率高,通常要焊2~3层,多层堆焊易导致开裂;应用:主要用于生产小批量堆焊件和修复已磨损的工件。

对高温炉机架辊表面裂纹及剥落的影响较大。以Cr5堆焊合金体系为基础,采用单一变量法,研究了V、Mo合金含量对高温拉伸、热疲劳性能、高温磨损性能及常温冲击韧性和硬度的影响规律。通过对堆焊熔敷金属显微组织分析,探讨了显微组织的变化与力学性能的关系,终优化出的堆焊熔敷金属具有优良的综合力学性能。优化的V和Mo含量(质量分数)分别为0.5%和2.4%。同时,保定机架辊药芯焊丝中加入适量的强碳化物形成元素Ti及RE进行脱氧,控制堆焊药芯焊丝中S、P含量,提高堆焊熔敷金属的塑性,也是避免堆焊裂纹的关键。在立磨堆焊设备保持堆焊熔敷金属中合金元素含量不变的情况下,改变堆焊药芯焊丝中C、Cr及V元素的加入方式。

一般来说,保定高温炉机架辊金属应先满足焊接件的使用条件,再考虑堆焊金属具有较好的可焊性,再适当选用经济的堆焊金属。常见工作条件下使用的机架辊价格金属有:高应力金属间磨损选用亚共晶钴基合金、含金属间化合物的钴基合金;低应力金属间磨损选用堆焊用低合金钢;金属间磨损+腐蚀或氧化选用大多钴基合金或镍基合金;低应力磨料磨损、冲击浸蚀、磨料浸蚀选用高合金铸铁;低应力严重磨料磨损、切割刃选用碳化物;气蚀浸蚀选用钴基合金;严重冲击选用高合金锰钢;严重冲击+腐蚀+氧化选用亚共晶钴基合金;高温下金属间磨损选用亚共晶钴基合金、含金属间化合物的钴基合金;凿削式磨料磨损选用奥氏体锰钢;热稳定性高温蠕变强度(540℃)选用钴基合金碳化物型钴基合金。