探讨喷涂和喷焊技术在机械设备维修中的应用

时间:2022-04-17 06:49:57

探讨喷涂和喷焊技术在机械设备维修中的应用

【摘要】机械设备对多数企业来讲都是不可缺少的,也应该纳入固定资产范围之内,由于长期运作,难免会因为摩擦等因素引起机械设备出现各种故障,为保证生产能够顺利进行,则需加强对机械设备的维修。维修方法有很多,本文主要介绍了喷涂、喷焊两种技术。

【关键词】喷涂喷焊 机械设备维修

机械设备对整个企业生产来说,起着相当重要的作用,其工作效率以及维修成本等直接关系着企业的经济效益。如今,工业发展迅速,生产环境越来越复杂,加上机械内部结构的不断改变,在长期使用过程中,常会出现不同程度的摩擦损伤,有时只是几个零件的损坏,导致整个机械维修起来相当困难。在运行时,摩擦是最为常见的现象,由于各个零件表面相互接触,精度或尺寸都会有所磨损。为有效地解决磨损问题,可采用喷涂或喷焊技术,通过强化零件的抗氧化性和耐磨性,减少磨损,延长其使用寿命。

1 喷涂技术

1.1 特点

喷涂技术是一种表面处理技术,借助一定的热源对喷涂材料进行加热处理,当达到熔融或软化状态时,通过热源自身或者高速气流,将熔滴雾化后,以一定的速度喷射到经过预热处理的基体材料表面,从而形成牢固的表面层。

和其他的表面处理技术相比,喷涂技术具有很多优点,首先,此技术操作方便,而且易灵活掌握,由于成本较低,还具有良好的经济性;其次,使用范围较广,陶瓷、金属丝材、合金丝材以及高分子材料等都领域都有所应用;再者,生产效率高,由于其基体限制少、要求不高,在实际运用时,特别是一些中小型零件的维修中,方法简单,涂层厚度容易把握,不论是日常维护,还是抢修工作,都比较适用;此外,喷涂技术方法多样,功能众多,能耐高温、耐磨,具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。

1.2 功能涂层

1.2.1耐磨性涂层

磨损在机械设备的损害中占有很大比例,而且阻碍着整个设备的正常运行,如果不加以重视,极有可能会导致生产质量下降,带来巨大损失。为增强机械的耐磨性,常通过喷涂技术在机械表面涂上一定厚度的耐磨涂层,降低设备零件的更新频率,从而节约成本。

1.2.2耐热抗氧化涂层

主要应用于高温以及熔融金属的过程中,高温过程包括腐蚀性气体、高温的冲蚀以及氧化气氛等,金属熔融过程包括对锌铝铜铁钢等的熔融工作。对于在腐蚀高温环境中运转的机械设备或零件,该涂层能对其起到很好的保护作用,延长其使用工龄,尽量将损失降到最低。

1.2.3耐腐蚀涂层

该技术最初发展时,腐蚀主要来自于大气腐蚀和浸渍腐蚀。前者多是些工业气氛或盐性气氛引起的腐蚀,后者则是化学、非饮用淡水以及食品加工等造成的。随着技术的不断提升,如今,该技术能够耐各种介质的腐蚀,可涂在金属、塑料、锌铝等多种材料表面,在诸多领域得到广泛应用。

1.3 喷涂方法

1.3.1爆炸喷涂

氧气和其他可燃性气体发生作用,燃烧后产生气体,因膨胀而发生爆炸,从而释放出大量的热能和足够强大的冲击波,对粉末材料进行加热、加速,最后喷到基体表面形成坚固的涂层。该方法结合强度很高,具有良好的致密性,但成本贵,而且使用时会发出很大噪声,因此,最好在隔声间使用。

1.3.2电热爆炸喷涂

主要是借助金属导体沿轴向释放瞬间的直流高电压,在金属内部产生足够引起爆炸的电流,在冲击波的高速冲击下,金属粒子以极快的速度被喷向零件表面,而后急剧冷却,形成保护涂层。该技术可实现涂层和基体的冶金结合,从而增强涂层的结合度。

1.3.3超音速火焰喷涂

按一定的比例将助燃剂和燃料气体混合,在燃烧室内发生爆炸式的燃烧,高温燃气经燃烧室上部燃烧头内的4根倾斜喷管进入铜喷嘴,粉末由送粉气(Ar、N。)定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送人高温燃气中,由高温高速燃气带出喷嘴,直接喷在工件上形成涂层。该方法的效率很高,而且涂层致密,具有较强的结合度。

2 喷焊技术

2.1 特点

喷焊技术是以喷涂技术为基础的,可以将之看成是对涂层的二次熔融处理,利用自熔性的合金粉末与基体材料进行冶金结合,形成更为坚固的涂层。喷焊技术可以说是喷涂技术和金属堆焊技术相结合的方法,改变了喷涂涂层结合强度硬度低的弱点。和喷涂技术不同,喷焊技术除了能减少机械零件的磨损,还能起到装饰表面的作用,因为有时其修复的零件的耐磨性比新零件更好,因此,在很多领域也被广泛应用。

该技术的热源主要来自氧气和乙炔的燃烧。形成的焊层具有较高的耐磨性、耐腐蚀性以及抗高温、抗氧化性,对于各种工况都很适用,当与母材结合时,强度可高达近300MPa;经其修复后的机械部件,性能优越,使用时间长,而且其修复速度快,能使生产提前进入正常运行轨道;元素的稀释率较小,综合性能优越,且焊层厚度容易调整。喷焊技术的不足之处在于修复后的工件容易变形。

2.2 喷焊材料

自熔性合金粉末是最常用的材料,因为其熔点较低,自熔性十分优越;粉末的性质受其形状、湿度以及粒度分布等因素影响;其喷焊范围广泛,合金涂层调整起来较为方便;在熔融状态下与基材有良好的润湿性,液――固相线之间的温度范围较宽,可以制备耐磨、耐腐蚀、抗氧化和耐热等表面强化和表面防护涂层。

镍基粉末熔点较低,成本适中,具有较强的润湿能力;形成的涂层工艺性和韧性都比较高,而且还具备良好的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。

钴基价格昂贵,但耐磨、耐腐蚀、耐高温,抗氧化性和红硬性等综合性能都相当优越,在700℃左右高温状态下最为适用。

铁基粉末较为廉价,耐磨性很强,耐腐蚀性在弱腐蚀介质中更容易发挥;在高温状态下,其抗氧化性较低;熔点要比镍基和钴基的高。

3 结束语

由于工业环境复杂,在生产中,机械设备常常会出现诸多问题,最常见的便是磨损,需要及时给予解决,但若是因某个零件的磨损就进行更换,很容易造成资源浪费。为有效节约资源,须做好相关的维修工作,从以上分析中可知,喷涂、喷焊技术在对机械设备进行修复的过程中起着不可替代的作用,且具有很多优势,其前景十分广阔,值得推广。

参考文献

[1] 王鑫.热喷涂和喷焊技术在机械设备维修中的应用[J].甘肃科技,2009,35(24):143-145

[2] 万春锋.几种新型热喷涂技术[J].机械工程与自动化,2012,20(3):123-125

[3] 陈玉重.关于机械设备维修与检测的研究[J].科级向导致富,2012,16(27):295-297

[4] 王正剑,石余祥.浅谈热喷焊技术的应用[J].林业机械与木工设备,2009,37(5):176-178

[5] 詹长书.热喷焊技术工艺设计及其应用[J].森林工程,2003,19(3):171-173

上一篇:石油管道安装质量控制研究 下一篇:膨胀型阻燃剂高效成炭剂的合成工艺研究