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。

4、熔覆层平整度高，材质均匀，稀释率低。

5、程序控制自动送粉，送粉速度可调。

DRF-5B型数控等离子熔覆耐磨处理设备

1、不仅可对中部槽的中板进行耐磨处理，而且可对中部槽的封底板进行自动熔覆处理。

2、可对平面零部件进行耐磨处理。

3、可对管道内壁进行熔覆耐磨处理。

4、采用先进的数控技术，根据需要编号程序后自动完成熔覆过程，自动化程度高。

5、熔覆层平整度高，材质均匀，稀释率低。

6、程序控制自动送粉，送粉速度可调。

型等离子熔覆耐磨处理设备DRF-S．

1、采用手持操作，不需编程，灵活性高。

2、一键操作，操作简单。

3、可对形状不规则的零部件（如链轮等）进行耐磨处理。

4、可对空间狭小的位置（中部槽槽帮两端）进行耐磨处理。

截齿耐磨处理设备

可以在截齿的头部合金头周围熔覆一层高耐磨合金层，提高截齿头部的耐磨性能，保护合金头不过早脱落，提高截齿的使用寿命，同时熔覆合金层与夹矸或顶底板等岩石碰撞时不产生火花，提高了机械化采煤的安全性

能。．

等离子耐磨复合板生产设备

1、采用数控系统进行控制，自动化程度高，熔覆质量稳定。

2、熔覆层与基板呈冶金结合，耐冲击，不脱落。

3、表面平整度高，外观美观。

4、生产效率高，适合工业规模化生产。

三、等离子熔覆耐磨“无火花”截齿

（一）截齿的失效形式

采煤机或掘进机在煤矿井下的使用条件非常恶劣，在使用过程中负荷非常大，滚筒或掘进头上的截齿在高冲击、高应力、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：

1、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。

2、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。

、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3．

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。

4、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。

（二）等离子熔覆耐磨无火花截齿

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一定厚度的合金涂层，并且应用全新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。传统的生产工艺是在钎焊硬质合金后再进行调质热处理或盐浴等温淬火，该生产工艺由于硬质合金受到多次激冷，容易使内部组织受到破坏，并且由于合金头周围的齿体在热处理时发生退火，硬度大大降低。

针对以上破坏特点及截齿的使用状态，公司研发出了等离子熔覆强化“无火花”截齿。该种截齿具有以下特点：

1、使用过程中“不产生火花”。普通截齿在使用过程中特别是割岩石过程中会产生大量的火花，给煤矿生产带来了极大的安全隐患。我公司生产的等离子熔覆强力“无火花”截齿因为在截齿头部熔覆一层高硬度的金属陶瓷层，该陶瓷层在与煤层或岩石碰撞的过程中基本不再产生火，极大的提高了煤炭开采的安全性，解决了一直困扰煤矿安全生产的国际性难题。

普通截齿在打磨过程中产生呈发散的长度约为100cm的明亮火花，如图1所示：而等离子熔覆强化截齿在打磨的过程中基本不产生火花只是有极少较暗的火花出现，并且火花长度只有10-20cm，如图2所示：

图1 图2

、截齿的耐磨性能显著提高。使用先进的等离子熔覆强化技术在截齿头部2．

熔覆一层高硬度金属陶瓷层，该金属陶瓷层与齿体为冶金结合，抗冲击强度高，不脱落。金属陶瓷层的硬度和耐磨性不受热处理影响，热处理前后的硬度都在55HRC以上，因此极好的保证了截齿的耐磨性能。另外由于采用的特殊的生产工艺，齿体表面的熔覆层不明显增加截齿头部的尺寸，保证了截齿的锋利程度。因此金属陶瓷层与硬质合金齿尖耐磨性能相匹配，基本达到同步磨损，既防止齿尖过早脱落，又能保持自锐性；