磨煤机磨损后高铬铸铁焊丝修复工艺

磨煤机磨损后,现有的磨损修复选材方面,除了使用碳化钨复合合金外也有选择使用高铬铸铁材料进行修复的。含铬量在12%以上的高铬铸铁开发于20世纪初,1917年获得了美国专利,随后数十年内,由于对高铬铸铁的性能了解不多而限制了其应用范围。美国Climax Molybdenum公司对Mo和Cu在高铬铸铁中的作用进行了系统的研究。使用高铬铸铁修复磨损,可将高铬铸铁制成药芯焊丝,采用明弧堆焊方式来修复磨损部件或者对部件进行防磨加固。将高铬铸铁制成药芯焊丝具有诸多优势,包括有:生产效率高、产能足,对材料的利用率高等一系列优点。而对于明弧焊等技术又具有可自动化操作的优点,所以将高铬铸铁制成药芯焊丝通过明弧焊等方法来修复磨损具有很大的经济效益和社会效益。

高铬铸铁药芯焊丝中各成份所占的比率对修复效果有着显著的影响。高铬铸铁的主要成份为Fe, Cr和C,对修复效果影响较大的成份是C和Cr,可以通过控制高铬铸铁中Cr和C的比例,来改变高铬铸铁的各项性能。在磨损修复方面主要关心的是成份的不同配比对高铬铸铁硬度、韧性以及耐磨性的影响。经过对Cr以及C含量的改变来制造不同性能的高铬铸铁,井通过实验分析得出Cr和C在高铬铸铁中对磨损修复的影响,得出有一下结论:

在高铬铸铁中铬含量的增加使得高铬铸铁的冲击韧度总体呈现逐渐下降的趋势,而对于硬度的影响则是随着Cr比例的升高,硬度表现出先增加后降低的趋势。在反复的改变铬含量后发现,当铬含量在20%左右的范围内时,高铬铸铁硬度达到一个大值。在磨损方面的特性则是,在铬含量小于27.5%时,对于疲劳磨损高铬铸铁表现出较好的耐磨性,在铬含量在17.5%~27.5%这一范围内,高铬铸铁的腐蚀磨损率较低。随着含碳量的增加,高温淬火后的残余奥氏体变得越来越少,即便如此对于高铬铸铁耐磨性的变化趋势却没有显著的影响。有分析指出,将铬含量控制在17.5%左右,高铬铸铁的获得更佳的综合性能。不同的高铬铸铁应用与不同的工作场所,所以对于铬含量的范围依据不同的工作环境而不同,17.5%的铬含量只能作为一个参考而不能作为标准。此外一些其他成份例如脱氧合金元素等在制造过程中也要加以控制。例如,si对于高铬铸铁的脱氧起到很好的效果,能够改善其凝固特性,但是Si会降低淬透性,并且降低淬火后材料的硬度。不同于Si,Mn对高铬铸铁碳化物形貌的改变并不明显,但是锰对高铬铸铁组织的转变具有显著地影响,锰能溶于碳化物种使得碳化物的硬度有所降低,但同时能够提高其他元素包括碳和其他金属在基体中的浓度,促进奥氏体化使得残余奥氏体量上升,增加了高铬铸铁的韧性。因此在制作高铬铸铁药芯焊丝的过程中金属比例以及过渡系数起到了决定性作用。

虽然通过改变高铬铸铁中的Cr和C的比例得到性能良好的药芯焊丝,在耐磨性能方面表现出良好特性。但是在焊接过程及实际工作中,当本体与焊接层应力达到一定的状态时,很容易产生裂纹、并使得碳化物从组织中脱落形成的诸多微小的孔洞。在磨煤机工作过程中由于煤的作用会出现裂纹继续扩张并加深。严重影响修复效果,难以达到修复的目的。



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