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  • 電泳加工

    熱噴涂在舊機電設備維修改造中的應用

    發布日期:2022-01-05 作者: 點擊:



    對廢棄機電產品進行修復和轉化的一套技術手段或工程活動,又稱再制造工程,是高技術含量的修復、轉化和升級。廢舊設備產業化。裝備再制造已成為積極發展的戰略性新興產業的核心內容之一。在國外,再生產業被稱為“朝陽產業”。

    熱噴涂修復和轉化的特點是“尺寸的恢復和性能的提高”。多種熱噴涂材料,無限制的板形和尺寸,易于控制涂層厚度,工藝操作簡單,小板加熱成為可能。零件的特殊表面性能作為再制造修復成型技術在國防工業、印刷、航空航天、石油化工、礦山機械和電力等領域得到廣泛認可和應用。

    Ⅰ 基于等離子噴涂技術的再制造

    等離子噴涂技術始于 1950 年代后期。使用等離子弧加熱和加速噴涂材料以形成涂層的過程。這是一種熱噴涂技術。熱源溫度中等,能量集中,具有火焰溫度高、射流速度快的特點。理論上,任何具有物理熔點的材料都可以噴涂。等離子噴涂技術主要用于解決航空航天領域高溫零件的修復和再制造?;谏鲜黾夹g工藝的發展,等離子噴涂技術不僅可以再制造在常溫下耐腐蝕、侵蝕和磨損的金屬零件,還可以制造新型熱障涂層、固體氧化物燃料電池和人工關節涂層,也有很大的發展潛力。在半導體絕緣涂層和其他領域的潛在應用 [6, 7]。

    用于重型卡車薄壁件的再制造

    重型卡車的傳動、運動和控制部件有許多薄壁部件,大約有60個。 %。薄壁零件的內表面通常會受到彈性磨損。例如,主離合器發動機總成的壓縮內表面與兩個耐磨鑄鐵密封圈相匹配。在使用過程中,重型卡車車輛產生的灰塵和沙子可以穿透該區域并形成SiO2沙子磨損。 1970年代至80年代,在國內應用常規等離子噴涂技術修復重型卡車薄壁件時,均采用鍍鎳鋁作為熱噴涂基材,表面材料主要為鐵和鎳……基礎合金。對于通過等離子噴涂修復的堅固型跟蹤車的薄壁部件,共分兩批測試了六個車輛負載。結果發現,在密封環配合面的情況下,熱噴涂修復層的耐磨性是新品的2.3倍,熱噴涂層的耐磨性是新產品的7.34倍。自壓油塊配合面...高于新產品。報廢零件經等離子噴涂處理,既能恢復尺寸,又能延長使用壽命。

    2.大型汽車發動機活塞裙的再制造

    活塞裙是活塞組的重要組成部分,主要起導向、傳熱和支撐曲柄連桿橫向推力的作用。機制。鋁合金活塞在使用過程中,活塞和缸套的異常運動會損壞或磨損活塞裙,影響缸套的使用壽命。

    根據活塞的工況和磨損情況,考慮基體材料采用超音速等離子噴涂AlSi+Ni/Al復合涂層對活塞裙部進行修復和加固。涂層與基材的粘合強度在55MPa以上,顯微硬度是基材的2倍以上。經過00小時的臺架試驗,活塞裙的耐磨性是基材的兩倍以上。 , 再制造活塞裙。

    3.再制造印刷機網紋輥

    雕刻網紋輥通常用于柔性印刷、凹版印刷、高質量涂層和復合機。常規加工板一般采用優質碳素鋼管,壁厚為7毫米至毫米。輥體的結構采用帶軸的輥體形狀。即法蘭和心軸通過鋼管連接。在金屬基輥體表面電鍍銅或鉻后,電蝕紋理(墨孔)。在印刷過程中,刮墨刀對網紋輥造成一定的磨損,從而產生油墨??锥粗饾u減少,深度逐漸減少,網紋輥的油墨轉移減少。

    根據網紋輥表面對耐磨性的高要求,采用等離子噴涂陶瓷涂層(Cr2O3、Al2O3涂層等)對失效的輥進行修復和激光雕刻,傳統鍍鉻我可以。陶瓷網紋輥。采用等離子噴涂技術再制造的陶瓷網紋輥,硬度高(00-300HV),耐磨性、耐腐蝕性和親水性大大提高,印刷圖像清晰逼真。

    四。航空發動機高溫零部件再制造

    由于航空發動機技術的不斷發展和性能的提高,發動機的工作溫度逐漸升高。目前,先進發動機壓氣機出口溫度已達到650℃,燃燒室和加力燃燒室工作溫度接近2000℃,渦輪進口溫度已達到650-750℃。這些零件的零件主要由鈦合金、鎳合金等材料制成,能承受的溫度有限,經常因高溫疲勞而失效。研究表明,很難通過調整母材來提高零件的工作溫度來打開突破口。

    熱障涂層在航空航天領域是比較成熟的應用。它是采用等離子噴涂技術在高溫合金基體表面制備的氧化物陶瓷涂層,實現陶瓷涂層的隔熱效果。提高航空和航天發動機熱端部件的工作溫度(耐熱性)。采用飛機發動機葉片和尾噴管等離子噴涂技術制成MCrAlY-Y2O3/ZrO2雙層結構隔熱涂層后,零件的隔熱性能比基體提高50~00℃。

    Ⅱ 高速火焰噴涂(HVOF/HVAF)技術再制造

    21世紀以來,出現了利用空氣燃燒的常壓超音速火焰噴涂系統(HVAF),火焰溫度低(400-600℃),粒子速度快(700-800m/s),在制備易氧化材料和銅基和鋁基涂層,如 WC-Co 和 NiCr-Cr3C2。金屬陶瓷涂層。

    超音速火焰噴涂的特點是粒子速度高,附著力強,涂層內部有壓應力,可以成型到一定厚度(幾毫米)。超音速噴涂技術適用于各種大磨損軸的再制造。用于航空航天、鋼鐵冶金、石油化工、造紙和生物醫藥等領域的受損部件的再制造。

    ..鋼鐵冶金軋輥零件再制造

    鋼鐵冶金領域熱鍍鋅罐的下沉和穩定輥暴露于嚴重的熱鍍鋅腐蝕和缺乏使用。生活。正常工作到2周,輥面腐蝕造成嚴重的鍍鋅現象,在鍍鋅過程中劃傷鋼板,影響鍍鋅板質量。鍍鋅工作輥的傳統修復方法是使用汽車減少修復方法的體積小,恢復良好的軋輥表面狀態。然而,經過幾次處理后,整個輥體因超差而被廢棄。

    采用超音速噴涂技術,下沉和穩定輥涂有 80-20 μm WC-2Co 并進行后密封。結果表明,涂層的孔隙率小于%,硬度為000-00 HV,具有優良的粘鋅性和耐磨性。再制造后,滾輪的使用壽命將從2周延長至7周。 -9 周。劇烈地。

    2.再制造航天起落架和其他部件

    飛機起落架在飛機著陸階段受到劇烈沖擊和磨損,起落架表面通常鍍有硬鉻層。由于鍍鉻層的硬度有限,起落架的壽命將難以滿足,并會發生嚴重的報廢??紤]到起落架的實際工況,目前國外采用超音速火焰噴涂技術對起落架進行修復和增強。噴涂材料為WC-Co和WC-CoCr金屬陶瓷,修補后的鍍層硬度比原鍍鉻層硬度提高50%。

    3.造紙行業的再制造工作輥

    造紙行業的工作輥對輥面的表面粗糙度要求很高,目前每六個月到四個月需要精磨一次。表面的低耐磨性對輥子的生命周期和壽命有顯著影響。對于磨損嚴重的工作輥,HVOF 用于在輥體表面形成 50 μm WC-Co 涂層,孔隙率小于 0.5%。硬度是母材的5~6倍,大大降低了工作輥的維護成本。

    四。石化球閥、柱塞等零部件的再制造

    在石油化工行業,很多球閥、柱塞等零件體積大,磨損嚴重,使用壽命短。例如工作溫度為540℃,壓力可達40MPa的含有腐蝕性砂漿的管道中的金屬座球閥。球閥的材質通常為36或304不銹鋼。 -壓力砂漿,磨損很嚴重。嚴重影響閥門的正常開/關功能,使用數周后可能因磨損或損壞而需要更換。此類球閥組件使用超聲波噴涂 WC-Co 涂層進行修復和再制造。涂層硬度可達200-300HV,耐磨顆粒的耐磨耐沖刷磨損性能是基體的3-5倍。

    三、基于高速電弧噴涂技術的再制造

    近年來,不斷研發新型噴槍和變頻噴涂電源,使該技術穩定可靠。噴涂材料也取得了長足的進步,多種材料可供選擇。高溫電弧噴涂具有效率高、成本低、涂層厚度厚、元件尺寸限制少等特點,應用范圍廣。高速電弧噴涂技術可以賦予零件耐高溫、耐腐蝕、耐磨、耐疲勞、耐輻射等特性。能有效改善產品表面性能,同時恢復零件和產品的磨損和腐蝕斷裂尺寸。目前,電弧噴涂技術應用于裝備發動機、石油化工、礦山、電力等行業的傳動件和結構件的修復與再制造,效果顯著。

    , 發動機缸體再制造

    大型汽車發動機氣缸體主軸承座上的孔在使用過程中長期承受交變應力和瞬時沖擊,嚴重變形,由于表面腐蝕磨損,尺寸不符合要求。容忍和劃傷。在不銹鋼涂層的電弧噴涂試驗中,涂層的耐腐蝕性能好,但硬度高,不適合后續加工,涂層容易開裂,使用過程中存在隱蔽風險,滿足可靠性要求要求。我不能?;厥盏漠a品。制備不銹鋼+低熔點合金假合金復合涂層,采用自動高速電弧噴涂技術防腐耐磨性好,涂層殘余應力低,硬度可控,后處理方便。經檢驗,回收產品具有良好的涂層效果。

    2.石油化工鉆機再制造設備零部件

    大功率曲軸和各種泵柱塞,其中一些是石油鉆機等設備,經常出現磨損和重大損失。研究表明,使用高速電弧噴涂修復和再制造柱塞的使用壽命是原始表面硬化柱塞的兩倍以上,成本低于噴焊鎳基合金。 ..對于一些大直徑的柱塞,噴焊會使工件變形,不能用噴焊修復。通過使用高速電弧噴涂制造約2噸的柱塞并密封涂層,再制造產品優于新柱塞,并且成本僅為新柱塞的少量/成本,為4。

    3.礦山機械關鍵零部件再制造

    液壓機或油壓機是礦山機械中的重要設備。由于重復的往復運動,柱塞部件容易出現大面積劃痕并可能發生故障。 ..更換新柱塞成本高,損失巨大??墒褂酶咚匐娀娡俊癗i-Cr”復合涂層系統或其他耐磨涂層技術修復耐磨柱塞。

    例如,一些500噸的液壓機,柱塞重約0.4噸,軸向劃傷嚴重,劃傷深度約0.2-0.8毫米,會出現漏油現象。據統計,更換一個新的柱塞大約需要4萬元,而對損壞的柱塞進行噴涂的成本僅為2000元左右,具有很大的經濟效益。

    四。電力行業結構件再制造

    電廠鍋爐管道、葉輪葉片等部件因磨損、沖刷、腐蝕等原因發生故障,導致損壞率和維修率高。采用高速電弧噴涂技術制備45CT、SL30、FeAl金屬間化合物的高溫腐蝕耐磨復合涂層,對受損工件進行修復和再制造。結果是使用新型 FeAl / Cr3C2 噴涂射線,由于使用自動高速電弧噴涂技術,在涂層中形成的新型 Fe3Al 和 FeAl 金屬之間形成具有優異熱腐蝕和抗侵蝕性的復合涂層。該化合物具有抗高溫熱腐蝕的優良性能,Cr3C2顆粒分散在涂層中分層具有增強硬質相抗沖蝕能力的作用。

    該技術應用于火力發電廠鍋爐高溫省煤器等管道的噴涂結構時,涂層的抗高溫腐蝕性能和抗腐蝕性能是工業高溫20鋼的兩倍以上,維護成本為電廠就是管道,有效避免了爆炸等故事的發生,實現了資源的二次利用。

    除上述三種熱噴涂技術外,其他熱噴涂技術如普通熱噴涂技術、氣體爆炸熱噴涂技術、電熱噴涂技術也已在再生領域得到研究和應用。

    四、熱噴涂技術在再制造領域的發展前景

    ..加強再制造領域各類熱噴涂工藝適應性研究,獲得各類熱噴涂工藝適應性綜合解決方案。目前,我國再制造企業還處于起步階段,對大量損壞零部件尚無系統、科學的技術流程和解決方案。

    2.對于加強組合技術研究和應用的再生產品,包括從材料、工藝和設備的角度對熱噴涂技術本身的組合研究,以及熱噴涂技術與其他技術的組合研究,以滿足技術要求。需要。

    3.加強熱噴涂技術在規?;a和應用中的研究。迄今為止,熱噴涂技術的大部分成果還停留在實驗室或小樣品的測試階段,而現在使用的是手工噴涂和低精度的操作設備,遠未達到未來的高工業化生產。通過加強高穩定性、自動化和智能熱噴涂技術的研究,提高生產效率、產品可靠性和質量,改善工作環境。

    四。加強熱噴涂再制造技術標準和工藝規范研究。目前,許多噴霧再制造技術標準化程度不高,質量控制體系不健全。需要加強各項熱噴涂再制造技術標準的制定,規范熱噴涂再制造工藝,加強控制,促進再制造領域熱噴涂技術的可持續發展。


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