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基于高速火焰喷涂(HVOF/HVAF)技术的再制造

时间:2018-01-22 22:53:42  来源:  作者:天天

再制造工程是以机电产品全寿命周期设计和管理为指导,对废旧机电产品进行修复和改造的一系列技术措施或工程活动的总称,是废旧装备高技术修复、改造升级的产业化。装备再制造已成为国家大力发展战略性新兴产业的核心内容之一。国外将再制造产业称为“朝阳产业”或称其为“潜在的巨人”。

目前,结合超音速火焰喷涂具有粒子速度快,结合强度高,涂层内部为压应力,可以厚成形(几个毫米)的特点,超音速火焰喷涂技术适用于各类大型磨损失效轴、辊的再制造,可广泛应用于航空航天、钢铁冶金、石油化工、造纸及生物医学等领域损伤部件的再制造。

a.  钢铁冶金辊类部件的再制造

钢铁冶金领域热镀锌槽中的沉没辊、稳定辊,经受严重的熔融锌液腐蚀,使用寿命较短。一般工作1~2周,因辊面腐蚀而产生严重的粘锌渣现象,在镀锌过程中对钢板产生划伤,影响镀锌板质量。对镀锌工作辊传统的修复方法是采用车削减小尺寸修复法,重新获得好的辊面状态。但经几次加工后,整个辊体因超差而报废。采用超音速火焰喷涂技术,在沉没辊、稳定辊上制备80~120μm的WC-12Co涂层,再加上后期的封孔处理。结果表明,涂层孔隙率小于1%,硬度在1000~1100HV之间,具有优异的抗粘锌、耐磨损性能,再制造后辊子的使用寿命从原来的2周提高到7~9周,效果显著。

b.  航空航天起落架等部件的再制造

飞机起落架因在飞机起落阶段承受严重的冲击和磨损,通常是在起落架表面镀硬铬层,由于镀铬层的硬度有限,使起落架的寿命很难满足要求,报废严重。针对起落架的实际工况,目前国外多采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)来修复强化起落架。喷涂材料选用WC-Co、WC-CoCr金属陶瓷,修复后涂层的硬度比原镀铬层高出50%,再制造后的起落架在使用寿命、经济效益方面比传统的镀铬工艺成效显著。

c.  造纸行业工作辊的再制造

造纸行业的工作辊,对辊面的表面粗糙度有较高要求,目前需每隔半个月到4个月精磨一次。由于表面耐磨性不高,辊子的使用周期和寿命受到较大影响。对严重磨损的工作辊,采用HVOF在辊体表面制备150μm的WC-Co涂层,涂层孔隙率低于0.5%,硬度比基体材料提高5~6倍。

d.  石油化工球阀、柱塞等零件的再制造

    在石油化工领域,许多球阀、柱塞等零件尺寸大、磨损严重,使用寿命较短。对这一类球阀零件,采用超音速火焰喷涂WC-Co涂层对其进行尺寸修复再制造,可达1200~1300HV,耐磨粒磨损和冲蚀磨损性能比基体提高3~5倍。


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