煤截齒新型耐磨堆焊材料-碳化鈮
時間:2015-11-17 作者 :admin
煤截齒堆焊耐磨材料
高錳鋼系列、抗磨鉻鑄鐵系列、耐磨合金鋼系列、奧貝球鐵(ADI)系列、各類非金屬耐磨材料和各類復(fù)合或梯度材料及硬質(zhì)合金材料。如碳化鉻復(fù)合材料(Cr2C3+Q235)、高能離子注滲碳化鎢材料(WCSP)、高韌硬質(zhì)合金(YK25.6)等。
目前常用煤截齒堆焊次耐磨材料主要是馬氏體和高鉻堆焊合金,對于馬氏體堆焊合金(D317,D327,DG7等)耐磨性主要決定于堆焊層中Fe-Cr-Mo-C固溶所形成的馬氏體來抵抗磨損。但是馬氏體的纖維硬度(800Hv)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無聊的顯微硬度(2400Hv),且堆焊層中無耐磨碳化物存在,因此使用效果不是很理想。高鉻Fe-Cr-C合金系(D688,D638等),依靠堆焊層中形成的CrC3作為耐磨硬質(zhì)相抵抗磨損,與馬氏體合金相比由于具有碳化物,因此耐磨性能有了提高,但是此類堆焊合金焊后表面會開裂,在煤截齒工作中遇到?jīng)_擊焊縫會脫落。另外,CrC3纖維硬度僅為1500Hv,遠(yuǎn)低于SiO2和Al3O2顯微硬度,磨損仍很嚴(yán)重,使用效果也不是很理想。
新型耐磨堆焊材料—碳化鈮,煤截齒鋼機(jī)表面堆焊上一層碳化鈮硬質(zhì)合金,以獲得與基體呈冶金結(jié)構(gòu)的堆焊耐磨層。碳化鈮密集分布在鐵基馬氏體和殘留奧氏體上,保護(hù)集體不受磨損,堆焊層的高硬度硬質(zhì)合金以及大量起到耐磨骨架作用的金相組織,使堆焊層具有較高的耐磨性。耐磨堆焊層的平均顯微硬度為580HV,洛氏硬度為54HRC,最高硬度可達(dá)到68HRC。碳化鈮形狀近似長約5微米的正方形,不會貫穿整個焊縫,因此對堆焊基體的割裂作用小,提高焊縫韌性。
截齒的釬焊及熱處理工藝是保證截齒質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前截齒釬焊、熱處理是融為一體的技術(shù)。它是采用真空爐加熱,使釬焊好的截齒不經(jīng)過空冷直接淬火,釬焊、熱處理一次完成。避免了傳統(tǒng)釬焊表面與空氣接觸產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象,保證熔化的釬料與釬焊表面直接接觸,保證焊接質(zhì)量;同時由于釬焊、熱處理一次加熱完成,避免了兩次加熱引起的合金頭脆化、焊縫強(qiáng)度降低等問題。
煤礦采煤機(jī)煤截齒具有良好的綜合傷害抵抗,保護(hù)切削齒頭從強(qiáng)大的磨損和過早失效的綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)的推廣與應(yīng)用。一般來說,如果廢刀齒是修理,所以煤刀齒重用技術(shù),耐磨堆焊層可能是煤礦綜采設(shè)備實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的一部分。雖然煤炭銑刀齒耐磨堆焊層用于采礦生產(chǎn)在我國可能有幾十年的歷史,一些單位在生產(chǎn)切削齒耐磨堆焊層技術(shù)積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
在許多采礦業(yè)務(wù),然而,由于質(zhì)量問題的采煤機(jī)切削齒,硬質(zhì)合金刀具,過早斷裂的切割工具,采煤機(jī)齒頭磨損失效現(xiàn)象時有發(fā)生,每一萬噸煤消費(fèi)高,切削齒的數(shù)量增加了生產(chǎn)成本,直接影響到生產(chǎn)效率的采煤機(jī)。北京科技大學(xué)為技術(shù)根據(jù)煤礦用刀齒磨損形式及特點(diǎn),使用碳化鈮作為耐磨硬相位,開發(fā)了高硬度、不開裂、耐沖擊的采煤機(jī)切割齒線、堆焊材料的顯微結(jié)構(gòu)和性能的堆焊層進(jìn)行研究,取得了良好的效果。
采煤機(jī)齒使用耐磨堆焊技術(shù)在煤炭切削齒鋼堆焊層碳化鈮硬質(zhì)合金,以取得和金相結(jié)構(gòu)的堆焊耐磨層與襯底。密集分布的碳化鈮在黑色馬氏體和殘余奧氏體,保護(hù)集體的磨損,高硬度堆焊層硬質(zhì)合金以及一大批冶金結(jié)構(gòu)與功能的耐磨骨架,與高耐磨堆焊層。堆焊層的平均顯微硬度是580高壓,洛氏硬度為54 HRC,最高硬度可達(dá)到68 HRC。由于堆焊層耐磨骨架的作用,避免過早失去硬質(zhì)合金頭,因此堆焊層煤刀齒使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通國內(nèi)煤礦與切削齒。