运用在煤矿行业的等离子堆焊技术

上海多木实业有限公司专注于等离子堆焊技术的研发升级,生产等离子堆焊机能够针对金属表面进行耐磨处理。上海多木等离子焊机被广泛运用于机械设备的各行各业,在煤矿行业,堆焊技术被运用在刮板输送机耐磨处理,截齿耐磨堆焊,液压杆、液压缸耐磨修复等等。

由于煤矿井下生产环境情况非常复杂,要求井下设备既要坚固耐用,又要具有很高的防爆性能。煤矿井下工作面使用的刮板输送机、转载机、采煤机等设备因为担负整个工作面的开采和运输任务,刮板输送机同时还作为刮板输送机的行走轨道,磨损都非常严重。同时这些设备的价值相对都比较高,现代化矿井的刮板输送机一般都在五六百万元以上,采煤机磨损部位主要是滚筒和截齿,滚筒的价值每个也要几十万到上百万截齿每年的消耗量也在几十万元以上。因为磨损问题煤矿企业每年都要损失近千万元,很大程度上影响了煤矿经济效益的提升。尤其在近几年煤矿行业进入“寒冬”时期,千方百计降低生产成本势在必行。

应用一:刮板输送机耐磨处理

煤矿井下刮板输送机的磨损部位主要为:

1、机头架机尾架的中板、底板及槽帮钢。

2、中部槽的中板 底板 槽帮及滑靴道。

3、变线槽、过渡槽的中板、底板及槽帮。

4、链轮的链窝。

处理方案:利用等离子堆焊专用设备在刮板输送机的易磨损部位(如中板底板 槽帮 滑靴道等)堆焊一定形状的耐磨层,在刮板输送机运行时,刮板和链条不再直接磨损设备本体,而只磨损堆焊耐磨层,一个或两个工作面采完后刮板输送机基体基本不磨损,可以大大延长   刮板输送机的使用寿命降低了因磨损给煤矿企业带来的损失。

应用二:等离子堆焊无火花高强度截齿

截齿是采煤机和掘进机的主要磨损易耗件,消耗量很大,尤其遇到断层或夹矸较多时,消耗量会剧增。每台采煤机每年需要消耗大约3000-5000支以上,每支按200元计算,每年将花费60万元以上。另外更换采煤机截齿还会占用大量采煤时间,降低开机率。如果不对损坏截齿进行及时更换,将不仅会对采煤机滚筒造成损坏,还会降低采煤效率。

采煤机或掘进机截齿在使用过程中一直处在高冲击、高摩擦的作用下,同时截齿还受到强大的弯曲应力和剪切应力,一般工作寿命都比较短。

其主要失效形式表现为:

在使用过程中因磨损合金头逐渐变小直至消失。此种情况为正常失效,合金头与齿体同步均匀磨损,并且能够实现自锐性,保持齿尖的锋利,使用寿命较长,否则会出现单面磨损。截齿头部齿体磨损过快导致合金头脱落。由于包裹合金头的齿体耐磨性远低于合金头,在使用过程中快速磨损,致使合金头失去夹持力而脱落,仅靠齿体工作,迅速磨损,并且阻力增大,影响工作效率。

1、合金头在使用过程中碎裂。由于合金头质量较差或在生产过程中热处理工艺不合理,导致合金头在热处理时多次受到激冷而产生内部微裂纹,当受到较大外力时会发生碎裂而使截齿失效。

2、齿身的弯曲或折断。由于截齿的结构尺寸、刚度、布置方式不合理等原因,在受到很大的外力时发生齿身的弯曲或断裂。

等离子堆焊强化截齿的特点:

1、由于堆焊层的存在齿体头部得到了很好的保护,避免因齿体磨损导致合金头失去保护而脱落,提高了硬质合金的使用质量。

2、齿体的韧性和强度大大提高,弯断现象基本消除。

3、焊料充满度高达96%以上,焊接强度高。

4、堆焊合金层与顶底板岩石或矸石激烈碰撞或摩擦时不产生火花,提高了煤炭开采的安全性。

应用三:液压杆,缸修复煤矿井下液压支架的磨损主要部位为:

1,液压杆外圆局部划伤及大面积腐蚀;

2,液压缸内壁磨损及腐蚀。

处理方案:利用等离子粉末堆焊将所需合金粉末熔覆到待修复的位置(外圆,内壁),从而达到所需要求,由于液压杆,缸表面光洁度要达到镜面状态,所以堆焊后需要经过车,磨加工。等离子粉末堆焊热量低,加工余量小,成本低,堆焊后可以大大提高工件的使用寿命。等离子堆焊技术是提高金属表面耐磨性、耐腐蚀性和耐冲击等性能的有效技术方法之一。等离子堆焊技术是借助水冷系统的喷嘴对电弧产生拘束作用,以转移弧作为热源获得高能量密度的等离子弧,配合合金粉末材料进行的表面冶金方法。等离子炬的阴极电极和喷嘴(阳极)这两个部分被分别连接到负、正极,工作气体通过等离子炬,利用高频火花点火,气体被加热到很高的温度(约15000K)产生压缩的效果,在磁压缩、热压缩和机械压缩综合作用下从喷嘴射出一个温度极高,速度极大的等离子射流。合金粉末进入等离子束后被瞬时地加热加速形成粒子射线,粒子的状态为熔融或半熔融状态,喷射到待加工的工件表面,在零件的表面发生熔融、混合、凝固等物理化学变化最终和零件表面冶金结合。

等离子堆焊的特点:由于热压缩效应,磁压缩效应和机械压缩效应的综合影响,非转移型等离子弧的形成可以获得15000K或更高的温度,热量集中,它可以熔化高熔点,高硬度的粉末材料。所以可以得到组织致密,孔隙率低与基材粘接强度高易于控制涂层厚度的涂层。等离子堆焊过程中热影响区相对较小,零件变形小,堆焊过程中,显微组织和性能也无改变,不改变性质。特别适合高强度钢,薄壁件,细长零件。

等离子堆焊具有以下优势:

1、热影响区小,结构不发生变化。工件的温度可控制在小于250℃。

2、涂层的氧化物和杂质含量少,比电镀,渗碳,渗氮的涂层更厚,更硬,更防腐。

3、堆焊层与工件呈冶金结合,耐冲击,不脱落。

4、涂层光滑平整,并且可以精确地控制厚度。

5、堆焊速度快,低稀释率;等离子弧堆焊的稀释率可控制在5%一10%,或更低。

6、堆焊层组织致密,成型美观;堆焊过程易实现机械化、自动化。

7、可控性好。可以通过改变功率、改变气体的种类、流量及喷嘴的结构尺寸来调节等离子弧的气氛、温度等电弧参数,从而实现高效自动化生产,提高劳动生产率。

8、使用材料范围广。堆焊合金粉末作为熔敷材料,不受铸造、轧制、拔丝等加工工艺的限制,可依据不同性能要求配置不同成分的合金粉末,特别适用于那些难于制丝但是易于制粉的硬质耐磨合金,以获得所需性能的堆焊层。



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