煤礦機(jī)械再制造和防腐中熱噴涂技術(shù)應(yīng)用

煤礦生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備防腐蝕能力至關(guān)重要。熱噴涂修復(fù)和改造以“尺寸恢復(fù)、性能提升及耐腐蝕”為特色，具有噴涂材料廣泛、基體形狀與尺寸不受限制、涂層厚度容易控制、工藝簡(jiǎn)單、基體受熱影響小、能賦予零件表面特殊性能等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于煤礦機(jī)械的修復(fù)及防腐領(lǐng)域。

基本原理

熱噴涂基本設(shè)備包括噴槍、熱源、噴涂材料、載氣控制器等。熱噴涂技術(shù)是借助噴涂設(shè)備，在一定氣壓下，將被加熱的合金粉末以一定的速度覆蓋在基體表面，達(dá)到錨固的目的。合金粉末在機(jī)體表面形成一定強(qiáng)化涂層，對(duì)零件形成保護(hù)和加強(qiáng)的作用。

使用熱噴涂技術(shù)進(jìn)行零件加工再制造，需經(jīng)過三個(gè)階段。一是熔化階段，在金屬粉末到達(dá)高溫區(qū)域時(shí)被熔化，形成金屬熔滴。二是熔滴霧化，即形成的熔滴在氣流或者熱源的作用下，霧化成細(xì)微熔滴向前噴射。三是金屬離子與基體表面形成沖擊并凝固，由于基體表面相對(duì)粗糙，容易使金屬離子停留在表面，最后冷凝收縮，形成零件表面的金屬涂層。

使用熱噴涂技術(shù)進(jìn)行零件修復(fù)強(qiáng)化時(shí)，粉未金屬與基體金屬的結(jié)合方式屬于機(jī)械結(jié)合，也就是金屬材料的熔滴和零件基體表面形成機(jī)械鍵相互嚙合。

關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于減速機(jī)殼體、軸承座等鑄鐵件，在噴涂前要清理油污。鑄鐵密度小、孔隙大，潤(rùn)滑油等在長(zhǎng)期工作中容易滲入到微孔中，可用多次火焰燒蝕的辦法進(jìn)行解決。噴涂時(shí)應(yīng)注意噴涂方向，保證涂層厚度的一致性。

工藝流程

工件表面預(yù)處理。為了使涂層和基體材料很好地結(jié)合，以滿足噴涂工藝的需求，基體材料表面必須進(jìn)行預(yù)處理，包活表面預(yù)加工、凈化、粗糙化和黏結(jié)底層等幾個(gè)步驟。

預(yù)熱——預(yù)熱的目的是為了消除工件表面的水分，提高噴涂時(shí)涂層體界面的溫度，減少基體材料與涂層材料的膨脹差異造成的殘余應(yīng)力，以避免由此導(dǎo)致的涂層開裂，改善涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度。預(yù)熱溫度取決于工件的大小、形狀和材質(zhì)以及基體材料和涂層材料的熱膨脹系數(shù)等因素，一般控制在60～120℃。

噴涂——噴涂操作主要是選擇噴涂方法和噴涂參數(shù)。噴涂的方法有很多種，采用何種噴涂方法進(jìn)行噴涂主要取決于選用的噴涂材料、工件的工況以及對(duì)涂層質(zhì)量的要求。

噴涂后續(xù)處理——有些涂層在噴涂后不能直接使用，必須進(jìn)行各種后續(xù)處理。例如，對(duì)用于防腐蝕的涂層要進(jìn)行封孔處理，以防止腐蝕介質(zhì)滲入涂層的孔隙而腐蝕基體；對(duì)有些承受沖擊磨損或高應(yīng)力載荷的涂層，要進(jìn)行縱容處理，使其與基體的結(jié)合從以機(jī)械結(jié)合為主轉(zhuǎn)變?yōu)槠毡榈囊苯鸾Y(jié)合，以提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度；對(duì)有尺寸精度等特殊要求的涂層，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工等。

應(yīng)用效果

相比普通的刷防銹漆，采用熱噴涂對(duì)井下設(shè)備進(jìn)行防腐處理，其防腐能力可提高20倍，設(shè)備使用壽命可達(dá)30年。

對(duì)于磨損后的減速機(jī)殼體、軸承座等鑄鐵件，采用熱噴涂修復(fù)后，不僅恢復(fù)了尺寸，耐磨性也較新件提高2倍以上。

對(duì)露天工程機(jī)械傳動(dòng)和操作部分中的薄壁零件，采用熱噴涂修復(fù)效果良好。

應(yīng)用前景

熱噴涂處理后的零部件，具有耐磨、耐腐蝕的特點(diǎn)，特別適合于高溫、高濕、粉塵等惡劣的礦山環(huán)境。將熱噴涂技術(shù)運(yùn)用在煤礦機(jī)電設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)中，是一種簡(jiǎn)單易行的有效方法，可以顯著提高設(shè)備的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，在煤炭行業(yè)中應(yīng)用前景廣闊，可取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。