艾德截齿等离子熔覆工艺
截齿焊接工艺流程
截齿焊接工艺流程截齿是采煤机易损耗的零件，当截齿截割煤岩时会产生不同的失效形式，其中截齿的磨损是其主要失效形式。
如果截齿齿体有足够的耐磨性，就会降低煤炭开采过程中截齿的耗损量，同时减少了因为截齿破坏而更换截齿的时间，可降低采煤成本，提高采煤的效率，满足生产上的需要，并且可以减轻井下工人的劳动强度，获得可观的经济效益。
因此，通过堆焊方法来提高截齿的耐磨性，减少其磨损以达到生产要求。
一、焊接材料选择焊接材料直接影响堆焊后截齿的使用寿命和整体堆焊成本，在选择焊接材料时，需要注意以下几点。
1、硬度焊接材料的硬度大小，代表其耐磨性能的高低。
一般来说，硬度值越大，耐磨性能越强。
2、抗冲击多数截齿的损坏不是正常磨损失效，尤其在硬岩截割中更为严重。
因此，要求焊接材料具有一定的抗冲击性能。
3、焊接材料推荐北京固本KB515耐磨焊丝，加入Nb元素，形成低摩擦系数碳化铌硬质相，焊后焊缝无裂痕，焊后硬度可达到60～62 HRC。
焊接工艺优良，焊接过程中声音柔和，不脱落，外表成型光滑美观，无飞溅，大大改善人工施焊环境。
二、截齿焊接流程1、焊前清理清理焊接表面的油、锈等杂质，油用氧乙炔焰清理，锈用角磨机打磨，表面有疲劳裂纹的用角磨机完全清理掉，露出金属光泽。
2、焊前预热用氧乙炔焰摆动均匀加热，用红外线测温仪测温至250～350℃，并保持层间温度300℃左右。
3、截齿堆焊3层，分别打底层、中间层和盖面层。
4、第1层和盖面层采用小电流工艺参数，焊接过程中窄幅摆动，道与道间压住1/3-1/2，且每层厚度不超过3mm，注意观察层与层间的熔合程度，留出3mm的加工余量，焊接过程一次完成。
5、堆焊结束冷却后，按齿体规格进行铣削加工，然后进行100％超声波探伤。
6、采用850℃淬火，然后进行500-600℃回火处理。
三、推荐焊接参数焊接电流220-280A、焊接电压22-28V、保护气体为纯二氧化碳或纯氩气、保护气体量20L/min、焊丝伸出长度15-20mm、焊接速度35cm/min、焊枪倾角80度、电流类型为直流反接。
等离子熔覆耐磨处理技术2012
等离子熔覆耐磨处理技术青岛海纳等离子科技有限公司一、等离子熔覆技术简介等离子金属表面熔覆处理技术（等离子束金属表面原位冶金技术）是我公司在堆焊以及激光熔覆的基础上自主研发的提高金属表面性能的一项新技术，利用该技术可在金属零部件的表面获得一层具有特殊性能的合金熔覆层，以提高金属零部件的耐磨损、耐冲击和耐腐蚀性能，熔覆层与基体为冶金结合，结合强度高。
该项技术获得了多项国家专利，并且在2008年荣获“国家级科技进步奖二等奖”，以及“中国煤炭工业科学技术奖二等奖”和“中国机械工业科学技术奖二等奖”等多项奖励。
等离子熔覆技术的基本原理是在柔性高温等离子束流作用下，将合金粉末与基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、反应、凝固，等离子束离开后自激冷却，从而实现表面的强化与硬化。
2002年12月份通过了对负压等离子束熔覆金属陶瓷涂层技术和数控等离子熔覆强化机床的鉴定，鉴定结论认为该项技术与设备是等离子表面冶金领域的一项重大创新，填补了一项空白，总体技术达到了国际领先水平。
等离子熔覆已在抗冲击耐磨损防腐蚀方面显示其很大的优越性和强大的生命力。
等离子熔覆的特点是：（1）等离子束能量密度高，熔覆耐磨层与基体为冶金结合，结合强度高，不脱落。
（2）无需喷砂等前处理过程，生产工艺简单，降低了生产成本，提高了生产效率。
（3）整个熔覆过程在数控系统控制下实现，自动化程度高，适合进行批量工业化生产。
．（4）对使用环境要求低，无需设备降温、除尘等辅助要求，操作简单，设备维修维护容易。
（5）电热转换效率高，能效比高。
（6）熔覆过程稀释率低，熔覆层性能容易控制。
（7）粉末适用范围广，可使用铁基、镍基、钴基等粉末熔覆。
（8）根据使用要求不同，熔覆层单层厚度可调（0.5mm～6.0mm）。
二、等离子熔覆耐磨处理系列设备DRF-2型数控等离子熔覆耐磨处理设备1、可对中部槽的中板进行耐磨处理。
2、可对平面零部件进行耐磨处理。
3、采用先进的数控技术，根据需要编好程序后自动完成熔覆过程，自动化程度高。
等离子熔覆技术
熔覆材料： 铁基合金粉末、镍基合金粉末、钴基合金粉末 需要时加入：WC、TiC、SiC、Al2O3等陶瓷相提高硬度
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5、等离子弧熔覆技术的材料
铁基合金粉末：熔覆层具有优良的耐磨性，但脆性较大 铁铬硅硼合金粉末：50HRC以上，适用于铁路钢轨的修补,以及石油钻探、农机部件、建筑和 矿山机械等抗磨损零件的强化和修复。
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6、等离子弧熔覆技术应用
采用等离子弧熔覆技术实现了小型零件的直接金属成形，成形零 件组织细密，力学性能均一。如已成功在发动机排气门密封锥面得到 了应用。
等离子熔覆成形过程示意图
等离子熔覆成形毛坯件 精加工成形件
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6、等离子弧熔覆技术应用
采用等离子弧熔覆强化、修复矿山机械中部槽、截齿等部件。
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3、等离子弧熔覆技术特点
优点：
（1）等离子弧具有热量集中、可控性好、电弧稳定、保护气氛等 优点，用作热源，工艺稳定，易于获得优质熔覆层。
（2）适于易制成粉而难于制成丝材的高硬合金或复合材料熔覆。
（3）合金粉末及其熔池对电弧有缓冲作用，能有效控制熔深，母 材冲淡率低。
（4）熔覆层硬度均匀，组织均一，易于避免质量缺陷。
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4、等离子弧熔覆设备组成
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4、等离子弧熔覆设备组成
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5、等离子弧熔覆技术的材料
基体材料： 碳钢：Q235、20、45、16Mn 合金钢：40Cr、Cr12MoV、H13、304、316L、1Cr18Ni9Ti、2Cr13 ； 铸铁：HT200、QT600、合金铸铁； 有色金属合金：Al合金、Ti 合金
滑靴道熔覆 中板熔覆
等离子熔覆强化中部槽
底板熔覆
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6、等离子弧熔覆技术应用
高品质硬质合金 等离子熔覆层
机械制造等离子熔覆技术
机械制造等离子熔覆技术机械制造在现代工业生产中扮演着重要角色，不断追求新的技术和工艺来提升产品的质量和性能。
等离子熔覆技术作为一种先进的表面修复和改良手段，逐渐受到广泛关注和应用。
本文将介绍机械制造等离子熔覆技术的原理、优势以及应用案例。
一、等离子熔覆技术的原理等离子熔覆技术主要基于等离子熔敷的原理，通过高能量的等离子束或弧光等离子体将金属材料熔化，然后迅速凝固形成覆层。
该技术通常分为热喷涂和冷喷涂两种方式。
热喷涂是通过等离子弧束将金属粉末或线材熔化，然后喷向基材表面形成覆层。
热喷涂主要应用于表面修复和防护材料的涂覆，具有较高的粘结强度和良好的耐磨性。
冷喷涂是采用等离子束或离子束辅助蒸发沉积的方法，对金属粉末进行加热并喷向基材表面，通过冷却后迅速凝固形成覆层。
冷喷涂主要用于材料改性和功能复合材料的制备，具有优异的结构特性和性能。
二、等离子熔覆技术的优势1. 高效耐用：等离子熔覆技术可以在基材表面形成高硬度、高密度的覆层，大大提升了材料的耐磨、抗腐蚀和抗氧化性能，延长了使用寿命。
2. 节约材料：等离子熔覆技术可将金属粉末或线材以高速喷射方式进行喷涂，粉末利用率高，减少了材料浪费。
3. 可控性强：等离子熔覆技术可以调节等离子体的能量和流量，实现对覆层组织结构和性能的精确控制，满足不同应用需求。
4. 高速施工：等离子熔覆技术具备快速建模的特点，可实现快速修复和改性，减少了制造周期和成本。
三、等离子熔覆技术的应用案例1. 航空航天领域：等离子熔覆技术可用于修复和加固飞机发动机叶片、涡轮盘等关键部件，在提升零部件性能的同时减轻了重量，提高了飞行效率。
2. 能源装备领域：等离子熔覆技术可用于修复和加固燃烧机组部件、蒸汽涡轮叶片等，提高了设备的工作效率和可靠性。
3. 汽车制造领域：等离子熔覆技术可用于汽车发动机气缸壁的修复和改良，提升了气缸壁的抗磨性和散热性能，减少了能源消耗和排放。
4. 石油石化领域：等离子熔覆技术可用于修复和强化油井管道、阀门、泵等设备，在抵抗腐蚀和磨损方面发挥重要作用，提高了油气开采和输送的效率。
等离子束表面冶金(熔覆)
等离子熔覆层为厚度均匀的纯合金或金属陶瓷层；而堆焊层 为大量铁水稀释的不均匀合金层，故其外观和内在质量不如等 离子熔覆层；
操作环境大幅度改善，消除了堆焊时放出有害气体对工人的危 害，劳动强度大幅度降低，且生产效率比堆焊提高10倍，能耗 降低20%。
与相近技术的本质区别
1、熔覆：预涂浆料，干燥后用高能束熔化涂层，基体达到微熔，要求涂敷材料熔点 ≥基体，否则会形成熔凝珠，不能形成涂层。
2、涂敷烧结：预涂浆料，基体加热，类似钎焊或搪瓷，基体不熔，涂料熔化流平， 要求涂料熔点＜基体。
3、堆焊：焊条或焊丝熔化速度大大高于基体，低碳钢制造的焊条或焊管的稀释不可 避免，电弧的高频脉动导致成分组织处处不均匀，烟雾大，质量差。
DRF-5B型等离子熔覆设备 DRF-S手持等离子熔覆设备 截齿等离子熔覆设备
等离子熔覆设备的主要构成
控制部分——控制各部件按照工艺参数稳定运行 主电源——供给高空载电压的大功率陡降外特性直流电 等离子炬——转移弧同步送粉柔性弧长寿命等离子炬 送粉系统——与起灭弧无滞后同步开关送停粉宽参数炬 水冷系统——恒温冷却等离子炬及电缆，有水压保护 机械传动系统——按照实际工件专门设计 工装——按照实际工件专门设计
维修次数减少，节约了上下井搬运费用；
减少设备更换时间，降低吨煤通风排水巷道维护等费用，增 产增效。
等离子熔覆耐磨舌板
技术应用---等离子熔覆耐磨刮板输送机
一次购进，永久使用
对于煤矿购进的刮板输送机，根据工作面煤炭储量、 煤炭硬度和地质条件，进行材料、熔覆厚度、熔覆密度等 参数的设计，做到采完一个工作面后，仅熔覆层受到磨损， 中部槽、机头机尾基体不磨损；采下个工作面时，根据熔 覆层磨损情况重新进行参数设计并熔覆处理，周而复始。
等离子束表面冶金(熔覆)
主要内容
一、等离子熔覆耐磨处理技术及设备 二、等离子熔覆耐磨处理技术的应用
1、等离子熔覆耐磨刮板输送机 2、等离子熔覆强化无火花本安型截齿 3、等离子熔覆耐磨复合板
技术应用
等离子熔覆耐磨刮板输送机
刮板输送机使用环境恶劣，工作负荷大，其失效形式主要是自身各 部件之间以及与矸石或煤炭的剧烈摩擦而引起的磨损失效。
显微硬度分布/HV0.2
1800
1600
熔化冶金区
1400
1200
1000
800
熔合区
600
400
200
基体区
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
等离子熔覆技术及应用
材料学院 2014.10
主要内容
一、等离子熔覆耐磨处理技术及设备 二、等离子熔覆耐磨处理技术的应用
1、等离子熔覆耐磨刮板输送机 2、等离子熔覆强化无火花本安型截齿 3、等离子熔覆耐磨复合板
三、荣誉及支持
一、等离子熔覆耐磨处理技术及设备
等离子熔覆耐磨处理技术简介
等离子熔覆技术是继堆焊技术、激光熔覆技术之后发展起 来的提高金属表面耐磨性能的最新技术之一。
适用工艺：感应焊(自动感应焊)、火焰焊、炉焊、电阻焊等钎 焊工艺。焊接时需要配合铜钎剂、银钎剂或银焊膏共同使用。
解决刀头脱落——采用非钎焊方式
利用冷装挤压技术。 利用高强度粘接技术。 利用分散销钉技术。 利用等离子原位冶金技术在齿体头部盲孔内直接
合成硬质合金刀头。 利用梯度材料技术等。
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技术应用---等离子熔覆强等离化子无控制火原花位冶本金安反应型截齿
激光熔敷
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Sulzer Metco等离子喷涂
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激光等离子熔覆技术及再利用
激光等离子熔覆技术及再利用【摘要】激光等离子熔覆技术是一种先进的表面涂层技术，通过高能激光束将金属粉末瞬间熔化并喷射到基材表面，形成坚固的涂层。
该技术在航空航天、汽车制造、海洋工程等领域有着广泛的应用。
再利用激光等离子熔覆技术可以有效减少材料浪费，提高资源利用率。
它在废弃材料再利用中扮演着重要角色，可将废旧材料转化为高质量产品。
激光等离子熔覆技术再利用具有可持续性，有助于推动循环经济发展。
未来，随着技术的不断发展，激光等离子熔覆将在更多领域得到应用，对环境保护和经济发展都具有重要意义。
激光等离子熔覆技术的再利用将为可持续发展提供重要支持。
【关键词】激光等离子熔覆技术, 再利用, 原理, 应用领域, 必要性, 废弃材料再利用, 可持续性, 未来发展, 环境, 经济1. 引言1.1 激光等离子熔覆技术及再利用介绍激光等离子熔覆技术是一种高精度、高效率的表面涂覆技术，通过使用激光束将材料加热到熔化或气化状态，然后在基底表面形成一层均匀的涂层。
这种技术可以有效提高材料的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
随着社会的发展和科技的进步，人们越来越重视资源的再利用和循环利用。
再利用激光等离子熔覆技术成为一个热门话题，通过将废弃材料重新加工利用，既可以减少资源浪费，又可以降低环境污染，实现可持续发展。
激光等离子熔覆技术再利用的潜力巨大，有望成为未来环保意识和经济发展的重要支撑。
在本文中，将介绍激光等离子熔覆技术的原理和应用领域，探讨再利用激光等离子熔覆技术的必要性以及在废弃材料再利用中的作用，同时分析激光等离子熔覆技术再利用的可持续性。
展望激光等离子熔覆技术及再利用的未来发展，并总结其对环境和经济的重要意义。
2. 正文2.1 激光等离子熔覆技术原理激光等离子熔覆技术是一种先进的表面加工技术，通过激光束对工件表面进行扫描加热，使其表面瞬间熔化并与喷射的粉末材料相融合，最终形成均匀、致密的涂层。
艾德U95硬岩截齿,解决贵州煤矿截齿高损坏问题
艾德U95硬岩截齿，解决贵州煤矿截齿高损坏问题截齿是采煤机重要配套部件，因其直接切割岩层而需经常更换，其质量的优劣必然会影响整个综采机械化设备的生产效率，同时作为易损件，其损耗量对吨煤成本的影响不容忽视。
贵州有一家煤矿的地质结构复杂，为石岩一二迭系岩层，煤质较硬。
煤层受断层的破坏较大，甚至出现了很长的全岩段，其中大于2米的断层就有10条之多。
如此复杂的地质条件对采煤机截齿的质量提出了很高的要求，产品除了有强韧性外，还需具有高耐磨性。
该煤矿的供销部门先后采购了多家企业的截齿，通过工作面生产实际出现的问题，以及对各项数据的分析，最终选择了性价比最高、质量上乘的艾德U95-25 NB高强耐磨截齿。
U95-25 NB高强耐磨截齿是由山东艾德实业有限公司研发生产的一款硬岩级截齿，在使用过程中的各项统计数据表明，我公司的截齿吨煤损耗量远低于国内其他厂家同类产品。
割岩状态下，国内普通U95截齿1个班次（8小时）损耗量为80把，而艾德U95-25NB截齿的损耗为25把。
为何艾德AID截齿有如此低的损耗？主要有以下亮点优势：1、我公司截齿齿体、合金头的材质远远优于国产截齿通用的材质，使整个截齿具有更好的塑性和韧性，可抗强冲击负荷。
2、艾德AID截齿在整个锥形体部位采用等离子熔覆强化技术，熔覆了一层厚2~3mm的合金耐磨层。
该合金耐磨层不但硬度高达HRC 65，而且与截齿母体的结合力巨大，不易脱落，从而与齿体达到良好的性能匹配，具有优良的综合机械性能，提高了整个截齿的使用寿命，尤其是在夹矸或全岩段情况下效果更为明显。
众所周知，现在全国各地截齿厂家数量极多，各家生产的截齿质量参差不齐，使用寿命更存在相当大的差距。
选择一款高质量的截齿，在提高生产效率的同时，也能带来巨大的社会效益和经济效益。
等离子熔覆——精选推荐
真空熔覆技术：该技术具有弧柱截面功率密度分布均匀，稳定性高，吹入等离子束流的合金与陶瓷粉末混合均匀等特点，从而大大提高了设备数控运行和熔覆工艺的稳定性，具有新颖性。
等离子熔覆强化的煤矿板输送机中部槽经下井试验，耐磨损寿命比未熔覆强化提高４倍，比耐磨堆焊提高了１倍以上。
激光熔覆技术：激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
激光熔覆设备该激光熔覆设备，采用YAG固体激光器，激光熔覆最重要特点是热量集中加热快，热影响区小冷却快，特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆（喷焊、堆焊、普通焊接等）手段，甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。
这就是所谓激光熔覆不变形无退火的原因。
多功能激光热处理成套设备系列设备介绍：该设备采用了光机电一体化的总体设计，质量可靠，外型美观。
激光器采用华工激光具有国际水平的连续横流CO2激光器，数控系统采用五轴四联动或六轴五联动系统，机床采用拥有自主知识产权的悬臂式结构，特殊设计的高精度飞行光路系统及光头摆动机构，可实现柔性加工。
该设备性能稳定，人机界面清晰，操作简捷易学。
能进行激光相变淬火、激光熔凝淬火、激光合金化、激光熔覆/再制造等加工。
技术特点：●激光器光束特性好，发散角≤3mrad；能无He工作，降低运行成本。
●可选配扩束准直仪，在15m处光斑直径仅为Φ 50mm。
●机床为模块式组装，采用轻巧便捷的飞行光路，通过五轴四联动或六轴五联动的形式，对工件进行灵活高效的加工，X、Y、Z最大行程可达5m×2.5m×0.7m,设有柔性积分聚焦头，进行大幅面和曲面加工，满足各类零件（如轴类、盘类、平面类、齿槽类等零件）的激光加工，回转件的最大尺寸可达3000mm。
辨别截齿质量好坏的标准你都知道吗？
辨别截齿质量好坏的标准你都知道吗？
截齿是采煤机的易损件，是常常需要替换的煤机配件，截齿质量关系到矿山开采的效率，无论是煤机厂家还是矿业集团，都应该会分辨截齿质量，这样才能为您带去好的效益。
那么怎么辨别截齿质量的好坏呢？
截齿的好坏首要取决于原材料和生产工艺，这决定了截齿的硬度、耐磨性、抗冲击性和使用寿命。
在采购截齿的时候，尽可能了解截齿合金刀头的质量，齿体的材质、，还要了解采用的热处理工艺。
从材质上来讲，市面上常见的有42CrMo，40Cr，35MnB，25MnV，艾德使用的材质属于高端优质合金钢42CrMo，42CrMo 是优质合金钢，并且比40Cr的韧性好一些，40Cr相较而言较脆，容易断，而25 MnV材质的截齿，则不够耐用，并不建议购买。
而且，艾德所使用的硬质合金均来自于国内外一线品牌，焊剂韩料、耐磨焊粉均为进口原材料，从源头保障了截齿的品质。
从工艺上来讲，艾德采用的是钎焊淬火一体生产线，由电脑精准控制温度和速度，可以使齿体内外硬度均匀；另外，为了增加截齿头部硬度，艾德采用等离子堆焊熔覆技术，通过全自动堆焊机，在合金头部堆焊一层耐磨层，进一步提升截齿头部耐磨性，提升截齿使用寿命。
助！。
等离子熔覆技术及其应用
等离子熔覆耐磨处理技术青岛海纳等离子科技有限公司一公司简介山东科技大学青岛海纳等离子科技有限公司是以本校材料学科为技术依托，以等离子表面改性为核心技术而成立的具有自主知识产权的高新技术企业，是山东省金属材料与表面工程技术研究中心实验基地。
数年来，公司致力于金属材料表面改性技术的研究与开发，公司坚持以技术求进步、以质量谋发展，并取得了丰硕的科技成果。
取得了“真空等离子束表面熔覆耐磨蚀涂层的方法”、“一种本安型耐磨镐型截齿”、“一种耐磨可弯曲刮板输送机”、“一种镐型截齿的生产工艺方法”等多项国家发明专利，另外2008年“等离子控制原位冶金反应技术与工程应用”荣获了国家科学技术进步二等奖，“等离子熔覆强化技术及其在刮板输送机上的应用”获中国煤炭工业科学技术奖二等奖，“高温等离子射流控制原位冶金反应技术及产业化”荣获中国机械工业科学技术奖，“等离子多元共渗合金强化技术”获中国高校技术发明二等奖，“一种铸铁表面快速扫描熔凝硬化的方法”获山东省第六届专利奖金奖。
公司在国际上首次提出了负压等离子熔覆涂层与熔射成型技术的新方法，获得了国家发明专利。
该技术是解决金属表面高耐磨耐蚀耐冲击的最新技术方法，并且研制成功了综合经济技术指标优于激光熔覆的大功率高稳定性等离子熔覆专用数控设备，该技术与设备于2002年12月21日通过了山东省科技厅组织的鉴定。
鉴定结论认为该技术与设备填补了一项空白，是等离子束表面冶金领域中的一项重大创新，整体技术水平达到了国际领先水平。
公司拥有一批具有学士、硕士、博士学位的研发人员，具有中高级专业技术职务的人员占60%以上，同时，公司还拥有一支专业水平高，经验丰富的职工队伍。
二等离子熔覆技术简介等离子熔覆技术是继激光熔覆技术之后发展起来的最新表面改性技术，是我们公司拥有的具有原创性的国际领先技术。
该技术汲取了激光熔覆技术和对焊技术的先进性，屏弃了堆焊和激光熔覆技术的不足。
其基本原理是：在高温等离子束流作用下，将合金粉末与工件基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、反应、凝固，等离子束离开后自激冷却，在表面形成一层高硬度耐磨层，从而实现表面的强化与硬化，增强工件的耐磨性能。
等离子熔覆技术应用分析
第19卷第2期2008年4月中原工学院学报J OU RNAL OF ZHON GYUAN UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY Vol.19 No.2Apr.,2008 收稿日期:2007-11-22 作者简介:张鬲君(1962-),男,江苏连云港人,副教授,硕士. 文章编号:1671-6906(2008)02-0041-03等离子熔覆技术应用分析张鬲君(中原工学院,郑州450007)摘 要: 介绍了等离子熔覆的基本原理、熔覆材料和应用情况,对该技术的经济效益与传统技术的经济效益进行了比较,展望了其发展前景.关 键 词: 表面改性;等离子熔覆;新技术中图分类号: T G146.2;T G156.99 文献标识码: A 工程机械、矿山机械中有许多零部件在服役过程中受到苛刻的冲击磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损.目前根据零部件工艺要求和冲击韧性,一般都采用锻造及焊接性能良好的高强度低碳低合金钢制造,但这类钢经热处理后的硬度和耐磨性能较低,少量采用耐磨钢(如Mn13等)及高铬铸铁等制造.前者表面受冲击部位加工硬化后才能提高其耐磨性,两者都存在成本高、加工成型与焊接性能差等缺点.耐磨堆焊技术焊条利用率低,熔深和稀释率不一致导致硬度不均匀,硬度和耐磨性的提高受到限制,表面粗糙难以加工,工件变形大.激光束熔覆复合陶瓷涂层可以实现表面的高质量和性能,但激光设备投资大,操作环境要求严格,熔覆效率低,成本高.因此,有必要寻求新的优质、高效及低成本的材料表面改性技术,以满足日益发展的工程技术需要.1 等离子熔覆的原理等离子熔覆技术是采用等离子束为热源,在金属表面获得优异的耐磨、耐蚀、耐热、耐冲击等性能的新型材料表面改性技术.其基本原理如图1所示:在按照程序轨迹运行的DC -Plasma -Jet 等离子束流的高温下,高能束流熔敷的过程是把合金粉末利用同步送粉器送到需要进行强化处理的工件表面,同时利用高能束流辐照使合金粉末熔化,工件表面浅层同时熔化,在工件表面形成合金熔池,高能束流束移开之后,在工件自身的快速热传导以及工件周围空气的辐射传热作用下,合金熔池快速凝固,从而形成成分均匀、致密、组织细小均匀、无显微气孔及裂纹,同工件形成良好冶金结合的高质量冶金涂层.图1 等离子熔覆原理图目前,等离子束熔覆大多采用喷涂用Ni 基、Co 基和Fe 基自熔合金粉末,向自熔合金中添加WC 、TiC 等陶瓷相及陶瓷形成元素,可形成陶瓷复合涂层或梯度涂层.热喷涂粉末结晶温度区间大,应用于等离子束熔覆时,涂层气孔和裂纹倾向增大.等离子熔中原工学院学报2008年 第19卷覆属于一种表面快速冶金过程,可得到符合相图的各种合金,也可得到远离平衡的超合金.因而开发等离子熔覆专用材料将是等离子熔覆研究的重要方向之一.熔覆材料的引入方式将直接影响熔覆层的质量和服役性能.预引入法(或预涂覆法)易于涂覆混合成分的粉末,但难以使预置层厚度均匀,基材的熔深和稀释率不易控制,多道搭接时易翘曲,粘接剂挥发易造成粉末飞溅和形成气孔,另外,生产效率低,粉末浪费大.因此,近年来同步送粉熔覆技术逐步受到重视,成为国内外研究的重点.与预引入法相比,同步送粉法要求预制合金粉,但仅限于符合平衡相图的合金匹配.如要得到超合金层,则须使用混合粉,但要求混合粉末中各成分的密度、粒度、粉末形状和固态流动性基本一致,且流动性要好,否则会带来送粉技术中的问题,影响熔覆层的内在和外观质量.这为进一步研究熔覆专用同步送粉技术与装置提出了一个新课题.等离子熔覆是一种快速非平衡凝固过程,同时具有过饱和固溶强化、组织强化、弥散强化和沉淀强化等不可忽视的作用.与激光熔覆、电子束熔覆相比,等离子熔覆是一种优质、高效、低成本的表面改性新技术.负压等离子束熔覆复合新材料强化技术标志着在这一领域的领先水平,已成功应用于煤矿采掘运输设备中[1-4].2 等离子熔覆技术的应用等离子熔覆技术作为目前最先进的表面工程手段之一,可以根据工件的实际工作状况,有针对性地设计合金粉末的成分配比,在工件需要进行强化的局部位置,方便、灵活地制备出耐磨损、耐腐蚀和抗高温氧化等不同性能的先进金属基及陶瓷基复合材料涂层,从而以最经济、最合理的手段,大幅度提高工件的使用寿图2 等离子熔覆采煤机截齿可提高服役寿命近10倍命.以下为一些应用实例,图2为大型综合采煤设备用截齿等离子熔覆后的实物;图3为等离子熔覆锥形破碎机衬板内表面后的情形;图4所示为等离子熔覆后涂层与基体之间为高质量的冶金结合,可确保良好的服役性能.其中,等离子熔覆截齿与未经处理的普通截齿相比,使用寿命可提高近10倍,有些用户采用等离子熔覆普通截齿来代替掘进昂贵的截齿,也取得了较好的使用效果.3 等离子熔覆技术与传统技术的经济技术效益分析以等离子熔覆截齿与未经处理的普通截齿相比,使用寿命可提高近10倍,未处理的截齿平均使用寿命为300h 左右,处理后使用寿命可达3000h ,未处理的截齿每只平均售价约50元左右,等离子熔覆处理直接成本,包括电费及工作气体费用,平均每只5元左右,可见,其技术经济效益非常明显.目前,等离子熔覆・24・ 第2期张鬲君:等离子熔覆技术应用分析截齿已逐步在多家大型煤矿企业得到推广应用.以混凝土泵送机械中的易损部件“眼镜板”和“切割环”为例:采用等离子熔覆技术,在眼镜板和切割环的摩擦面的内外圈连续熔覆相应厚度的耐磨损耐冲击高合金层,最后精加工成型.尽管摩擦面的耐磨性能不及现行镶焊硬质合金,但由于等离子熔覆层从内孔到平面是均匀连续过渡的耐磨合金层,边缘抗冲击能力大大提高.加之可适当调整等离子熔覆合金的硬度和韧性匹配,使磨损和边缘破损基本同步,可达到更加合理利用材料的目的,根据工况条件,预计使用寿命可达到现行的耐磨堆焊及镶嵌硬质合金技术或以上.该技术的主要生产成本构成是等离子熔覆合金及其加工技术,加上本体材料费,等离子熔覆技术预计可比现行技术的性价比提高50%左右.由于眼镜板和切割环为整个机械中的关键零部件,用量很大,经济效益非常明显.该技术的社会效益不仅在于使传统产品的使用寿命提高,而且将原来只能在航空航天等高技术领域才能应用的高性能表面涂层技术,低成本地应用到量大面广的机械制造行业,可为提高国家的机械装备水平作出贡献[5].4 结 语等离子熔覆技术在材料表面改性中的研究涉及多个学科领域,各项技术所处发展阶段也不尽相同,从今后的发展方向看,还需在以下研究领域加大投入:(1)从理论上揭示某些等离子熔覆过程产生残余拉应力和裂纹的机理并提出具体解决方案;(2)工艺参数的优化,发展成熟设备与工艺;(3)等离子熔覆技术表面质量的在线监控和大规模产业化.参考文献:[1] 师昌绪,徐滨士,张平,等.21世纪表面工程的发展趋势[J ].中国表面工程,2001,14(1):2-7.[2] 李敏,李惠东,李惠琪,等.等离子体表面改性技术的发展[J ].金属热处理,2004,29(7):5-9.[3] ZHAO Cheng ,TIAN Feng ,PEN G Hong 2rui ,HOU J un 2ying.Non 2transferred arc plasma cladding of stellite Ni60alloy on steel[J ].Surface and Coatings Technology ,2002,155(7):80-84.[4] Oliverira ′d A S C M ,Vilar R ,Feder C G.High temperature behavior of plasma transferred arc and laser Co 2based alloy coat 2ings [J ].Applied Surface Science ,2002,201(3):154-160.[5] L IN Yuan 2f u ,HAN Jian 2min ,et al.Microstructure and wear resistance of plasma jet clad Ti 5Si 3/Ni Ti composite coating [J ].Chinese Physics Letters ,2004,21(7):1314-1316(3)Application of A N ew Plasm a Jet cladding T echnigutZHAN G Li 2jun(Zhongyuan University of Technology ,Zhengzhou 450007,China ) Abstract : The f undamental principles ,cladding materials and application sit uatio n of plasma jet cladding technique are int roduced in t his paper.The advantages of it s technical and economic benefit s wit h ot her conven 2tional surface modification technique are discussed and it s f ut ure developing t rend is p roposed.K ey w ords : surface modification ;plasma jet cladding ;new technique・34・。
等离子操作规程及工艺
等离子焊接原理等离子焊接是通过高度集中的等离子束流获得必要的熔化母材能量的这种焊接过程，通常等离子电弧的能量取决于等离子气体的流量，焊枪喷嘴的压缩效果和使用的电流大小。
普通电弧射流速度为80～150米/秒，等离子电弧的射流速度可以达到300～2000米/秒，等离子电弧由于受到压缩，能量密度可达105—106W/cm2，而自由状态下TIG电弧能量密度50-100W/mm2，弧柱中心温度在24000K以上，而TIG电弧弧柱中心温度在5000～8000K左右【1】。
因此，等离子电弧焊接与电子束（能量密度10 5W/mm2）、激光束（能量密度105W/mm2）焊接一同被称为高能密度焊接。
等离子焊接及穿孔示意图如图1等离子焊接及穿孔示意图等离子电弧的分类按电源的联接方式分类，等离子电弧分非转移弧，转移弧和联合型电弧三种形式【1】。
三种形式都是钨极接负，工件或喷嘴接正。
非转移型电弧弧是在钨极与喷嘴之间形成电弧，在等离子气流压送下，弧焰从喷嘴中喷出，形成等离子焰【1】。
主要适合于导热较好的材料焊接，但由于电弧的能量主要通过喷嘴，因此喷嘴的使用寿命较短，能量不宜过大，不太适合于长时间的焊接，这种形式较少应用在焊接。
转移型电弧是在喷嘴与工件之间形成电弧，由于转移弧难以直接形成，先在钨极与喷嘴之间形成小的非转移弧，然后过渡到转移弧，形成转移电弧时，非转移弧同时切断。
由于这种方式能将更多的能量传递给工件，因此该形式电弧普遍应用到金属材料焊接和切割中。
混合型电弧是指转移电弧和非转移电弧并存，主要用于微束等离子焊接和粉末堆焊。
按电弧形状或成形原理分类，等离子电弧分为微束等离子，熔透型等离子和小孔型等离子三种基本方法。
微束等离子是在小电流，一般在30A以下，通过熔透的方法进行焊接。
通常适用于焊接细材，箔件等，在传感器元件，电子器件，电机接头，网筛加工等运用较为普遍。
熔透型等离子是在等离子气流较小，弧柱压缩较弱的情况下焊接，只对工件进行熔透而不形成小孔的这种方法。
激光等离子熔覆技术及再利用
激光等离子熔覆技术及再利用作者：孙朝来源：《科技风》2019年第23期摘要：为了修复液压支架油缸活塞杆，代替表面镀铬工艺，经过多方调研考察，了解高速激光熔覆可以减少材料损耗，提高材料利用率，减少后续加工工序，修复成本与镀铬相当，根据实际情况并经过优化设计，确定激光熔敷工艺和等离子熔覆工艺，通过等离子耐磨及激光熔覆产品通过在矿区及井下各单位使用后，使用效果完全达到煤矿井下安全使用的技术性能，使用性能良好，各项技术指标均能满足技术要求，提高了公司现有产品的维修效率。
关键词：激光熔覆;等离子熔覆;工艺;技术一、绪论目前刮板机及转载机各规格型号中板、底板、机头架、机尾架、链轮、刮板、截齿等在井下不断使用后磨损量大、报废率高，购置新产品价格相对较高，以中部槽为例，从摩擦学系统分析，中部槽磨损失效以磨料磨损、腐蚀磨损占主导地位，重载时可能发生黏着磨损;目前，国内煤机行业生产和维护的液压支架油缸外圆表面普遍采用电镀铬技术进行防护，使用初期防腐性能较好，但其镀铬层存在的致命弱点是孔隙和裂纹容易造成腐蚀，影响油缸使用寿命，增加液压支架维护成本，严重者将危机液压支架产品的使用安全性。
为积极应对目前不利经营形势，响应公司降本增效、节支降耗号召，特实施本激光等离子再制造项目，针对目前待维修刮板机及转载机各规格型号中板、底板进行等离子耐磨熔覆处理，使其加工后产品使用寿命为原新产品2倍，便于修复再利用;针对油缸活柱、中缸;各类减速机;截齿类;大型轴、变速箱轴孔、齿轮链轮轴、曲轴等进行激光熔覆再利用，增强工件耐磨性、耐腐蚀性，从而大大延长其使用寿命。
二、实施过程（一）激光熔覆及等离子熔覆技术的原理激光熔覆技术是指以不同的添料方式在被熔覆基材表面上放置被选择的合金材料，利用高能激光束辐照，使之与基材表面薄层同时快速熔化、扩展、冷凝，形成稀释率极低（一般小于5%），与基材成冶金结合的表面涂层，从而显著改善金属表面耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化等特性的技术工艺方法。
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艾德截齿等离子熔覆工艺
山东艾德实业有限公司自成立伊始，便开展截齿技术攻关与创新研究，始终走在截齿表面硬化提升的技术前沿。
在整个过程中，山东艾德自主研发的等离子熔覆工艺，使得截齿的耐磨性、抗冲击性等关键性指标得到了质的改善。
1、什么是等离子熔覆工艺？
等离子熔覆工艺是一种，以增强截齿表面耐磨性为目的的涂层技术。
通过等离子弧产生的高温将熔覆材料与基体表面迅速加热并一起熔化形成熔池，在熔池中熔化金属发生一系列的混合、扩散、凝固等反应，等离子弧离开后自己冷却，在截齿表面形成一层高性能的熔覆合金耐磨层，从而实现截齿表面的强化与硬化。
2、等离子熔覆工艺的优势有哪些？
众所周知，由于硬质合金镶块硬而脆，受冲击易发生脆性断裂。
且由于铜钎焊结合强度低，硬质合金镶块易与截齿体分离。
可以说，合金脱落、齿体磨损是截齿失效的主要形式。
等离子熔覆技术的出现为截齿性能的提高开辟了新的途径，利用等离子熔覆技术在截齿的头部熔覆2~3mm厚度的合金耐磨层，并且应用山东艾德独创的热处理等生产工艺，
使截齿的整体性能指标得到质的改善。
此外，和激光熔覆技术相比，等离子熔覆工艺过程简单、污染较少，且生产效率为激光熔覆的6~10倍。
因此在电力、矿山、冶金、机械等诸多领域，等离子熔覆技术拥有广阔的前景。
3、等离子熔覆工艺的操作流程
等离子熔覆的材料通常以粉末的形式加入，目前常用的是耐磨、耐腐蚀等综合性能良好，且与基体润湿性较好的Ni基、Co基、Fe基等自熔合金粉末。
山东艾德采用的是美国进口的铁基碳化钨，通过等离子熔覆技术，可以在截齿头部合金部位形成一圈高硬度、耐冲击腐蚀的耐磨层，其耐高温性能优于激光熔覆层。
4、艾德截齿的技术指标
使用等离子熔覆技术的艾德截齿，究竟能达到什么性能呢？通过专业的检测工具，我们发现艾德截齿的等离子熔覆耐磨层，硬度达62HRC，远超市场上的同类产品。
此外，拥有耐磨层的截齿，在井下进行煤岩切割时，综合性能要高于没有耐磨层的截齿。
以上就是关于等离子熔覆技术的相关内容，如果选择截齿，欢迎选择使用等离子熔覆技术强化的艾德截齿。