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碳化鈮輥壓機(jī)工作層堆焊焊絲特點(diǎn)及應(yīng)用
來(lái)源: | 作者:天津舜榮焊材 | 發(fā)布時(shí)間: 2024-10-18 | 474 次瀏覽 | 分享到:
本文介紹了一種用于輥壓機(jī)耐磨花紋堆焊的新型焊絲,采用碳化鈮(NbC)代替高碳鉻,以提高堆焊層的硬度和耐磨性。通過(guò)硬度試驗(yàn)、金相分析和磨損試驗(yàn),驗(yàn)證了NbC焊絲的優(yōu)越性能。實(shí)際應(yīng)用表明,使用NbC焊絲的輥壓機(jī)耐磨花紋壽命顯著提高,滿足了輥壓機(jī)表面的使用要求。

                                                                                    碳化鈮輥壓機(jī)工作層堆焊焊絲特點(diǎn)及應(yīng)用

摘要研發(fā)了一種用于擠壓輥耐磨花紋堆焊焊絲,介紹分析了堆焊層的組織、硬度、化學(xué)成分、抗裂性能及其實(shí)際使用情況。

關(guān)鍵詞:輥壓機(jī)、耐磨堆焊、碳化鈮

輥壓機(jī)工作原來(lái):就是加入的物料通過(guò)兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的磨輥間隙時(shí),在高壓作用下,被粉碎。當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)材料疲勞強(qiáng)度時(shí),在表層形成裂紋,裂紋擴(kuò)展、連接、剝落,產(chǎn)生疲勞磨損,最終導(dǎo)致擠壓輥不能正常工作。

根據(jù)擠壓輥的磨損形式及特點(diǎn),吸取國(guó)內(nèi)外廠家的現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn),我公司嘗試采用碳化鈮代替高碳鉻,開(kāi)發(fā)新型輥壓機(jī)耐磨花紋工作層堆焊焊絲。

與普通高鉻鑄鐵型堆焊焊絲相比,選用碳化鈮作為硬質(zhì)相的優(yōu)勢(shì):

首先,高鉻合金鑄鐵堆焊材料由于鉻和碳含量高,組織中的高硬度Cr7C3碳化物顯微硬度高,依靠高硬度的碳化物來(lái)抵抗磨損,但碳化鉻脆,對(duì)堆焊基體的割裂作用大,容易造成掉塊和大面積剝落。

其次,與碳化鉻相比,碳化鈮焊縫韌性更好,能達(dá)到即耐磨又抗高應(yīng)力沖擊的目的。

試驗(yàn)方法

2.1硬度試驗(yàn)

采用HRC-150型洛氏硬度計(jì)測(cè)量試樣焊態(tài)硬度,試樣為經(jīng)打磨、拋光的金相試樣。載荷為150KGHRC),加載時(shí)間為5 s,保荷時(shí)間為3 s,每個(gè)試樣連續(xù)測(cè)定5個(gè)點(diǎn),取算術(shù)平均值。兩壓痕中心間的距離或任一壓痕中心距試樣邊緣的距離不小于3 mm。結(jié)果見(jiàn)表1

1 兩種焊絲宏觀硬度HRC

NbC輥壓機(jī)耐磨花紋焊絲

Cr7C3耐磨花紋焊絲

60-63

58-63

2.2金相分析

選用碳化鈮NbC)來(lái)代替碳化鉻。碳化鈮顯微硬度為2400Hv,比碳化鉻更耐磨。碳化鈮可細(xì)化堆焊層晶粒,提高堆焊層韌性和抗沖擊性。另外,碳化鈮比碳化鉻尺寸更小見(jiàn)圖1,這樣就能保證高抗磨性的同時(shí),最大限度的降低了焊縫的開(kāi)裂傾向。通過(guò)SEMXRD 可確定堆焊層組織為馬氏體和殘余奧氏體分布大量的NbC硬質(zhì)相 1 堆焊層掃描電鏡SEM

電子圖像

2.3磨損試驗(yàn)

堆焊層利用線切割方法制取尺寸為57mm×25mm×5mm的試樣作為磨料磨損試樣。磨粒磨損試驗(yàn)采用MLS-225型濕式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī),為典型的三體磨粒磨損:磨粒(石英砂)在橡膠輪和試件表面流動(dòng)從而引起磨損。試驗(yàn)參數(shù)如下:橡膠輪轉(zhuǎn)速為240 r/min、橡膠輪硬度60(邵爾硬度)、載荷為100N,磨料為0.212 mm0.425 mm的石英砂、預(yù)磨損1000轉(zhuǎn),精磨4000轉(zhuǎn)。材料的耐磨性能用磨損的失重來(lái)衡量,在試驗(yàn)前后,將試件放入盛有丙酮溶液的燒杯中,在超聲波清洗儀中清洗35 min,干燥后用精度為0.1 mg的塞多利斯BS224S型電子天平稱(chēng)量。算出磨損前后試件的重量差,即為失重量。取3個(gè)試樣的平均值衡量涂層的耐磨性,結(jié)果見(jiàn)表2.

2 磨粒磨損試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)項(xiàng)目

 Cr7C3耐磨花紋焊絲

新型NbC焊絲

磨損量/g

0.1311

0.0874

相對(duì)耐磨性

1.0

1.5

由磨粒磨損試驗(yàn)結(jié)果可以知道,由于NbC的加入,堆焊層耐磨性提高1.5倍。

3實(shí)際使用效果

我們選擇新型NbC輥壓機(jī)耐磨花紋堆焊焊絲,應(yīng)用水泥廠的輥壓機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)堆焊修復(fù)。

2 用于舊輥修復(fù)

用于舊輥修復(fù)

 輥壓機(jī)原本使用Cr7C3耐磨花紋焊絲采用菱形耐磨條紋,使用3個(gè)月后,耐磨花紋磨損消失,后使用NbC輥壓機(jī)耐磨花紋焊絲,采用一字型花紋修補(bǔ),拍攝時(shí)已正常使用3個(gè)月,耐磨花紋仍清晰可見(jiàn),使用壽命大大提高。

 3 用于新輥堆焊

將輥體清理干凈,修補(bǔ)恢復(fù)形狀后采用研制的堆焊焊絲對(duì)輥面進(jìn)行堆焊,為減少工作量,降低操作強(qiáng)度,采用人字耐磨條紋,耐磨花紋實(shí)際使用平均壽命為4個(gè)月。

結(jié)論

1. NbC代替碳化鉻應(yīng)用于輥壓機(jī)耐磨花紋堆焊,堆焊層硬度可達(dá)到6063HRC,耐磨性提高1.5倍,滿足輥壓機(jī)表面的使用要求。


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