辊压机及磨辊堆焊要点

《辊压机及磨辊堆焊要点》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一部分堆焊材料的磨损1.磨损的基本概念磨损是由摩擦引起的，在建材、冶金、矿山、电力、机械、国防以及航空、航天等等行业处处存在摩擦，处处都有磨损。材料磨损是两个以上的物体摩擦表面在法向力的作用下，相对运动及有关介质、环境温度的作用使其发生形状、尺寸、组织和性能变化的过程。从磨损的特征与结果分析，任何一种磨损都发生在物体的工作表面上，但不仅物体表面宏观发生变化，而且物体微观组织结构及其性能也会发生变化。从物理与化学观点分析，磨损是发生在两物体相对运动的表面，而且是在很薄的一层工作表面上，在磨损过程中一个重

2、要的特征是机械能转变为热能，加热与冷却都以非常快的速度进行，物体表面具有相当大的活性和相当高的自由能，材料表面与亚表面的组织与性能同内部是不一样的。对固体金属来说，当温度低时，原子活动较弱，低温变形后，表面的原子数将不会有多大变化，而在高的温度下，表面原子的活动能力增强，因此，材料的结构可能会出现某种程度的调整与改变，结果使金属性质和能量发生变化。材料表面原子会与环境（介质）发生相互作用，产生物理吸附、化学吸附或化学反应，使材料表面可能产生加工硬化层或者形成表面织构，将会影响材料的磨损过程。可以说磨损是

3、一个动态过程。从原子与作用力分析，由于相互接触的两物体表面，其中一物体表面的原子能与另一物体表面的原子极靠近，甚至进入斥力场，在相对运动时，两表面分子就会产生能量损耗。在相对运动中将有些原子进入斥力场，而有另一些原子将离开斥力场，其变化大小，决定于接触程度，而其定量数决定于统计学的相率。当两物体充分接近时，原子将被排斥而其自然的趋向是回到它原来的位置上去，然而这是个似乎不可能的假说，即原子可能被撞击出，并运动得足够远，以至进入相对表面上另一个原子场内，在这里得到新的平衡位置。也就是说原子可以从一个物体表

4、面上被对面的另一个物体表面俘获去。按汤姆林逊的著作，这就是磨损的实质。不管如何定义磨损，材料的磨损必然包括三大要素：1、材料的表面特征；2、另一物质（液体、气体和固体）的接触特性，即接触方式、力的传递和表面变形等；3、相对运动。磨损是一个广泛的领域，可以说每一种磨损都有几种性质不同、互不相关的机理存在，因此在分类上也常出现混乱现象。常见的分类方法见图所示。磨损分类图2.磨粒磨损的分类在这些类型的磨损中，磨料磨损最为普遍存在，约占各种磨损的50%，粘着磨损次之，约占15%，腐蚀磨损约占8%。划伤式磨损又称

5、低应力磨粒磨损，碾压式磨料磨损又称高应力磨粒磨损。辊压机和煤、立磨的表面磨损均属于高应力磨粒磨损范围。磨粒磨损按磨损表面的数量可分为两体磨损和三体磨损。两体磨损特点是硬质颗粒直接作用于被磨材料的表面上。三体磨损的特点是硬质颗粒处于两个被磨表面之间。显然辊压机和立磨的磨损属于三体磨损。磨粒磨损按金属硬度又可分为硬磨料磨损和软磨料磨损。硬磨料磨损条件是金属表面硬度Hm/磨料硬度Ha≤0.8；软磨料磨损条件是金属表面硬度Hm/磨料硬度Ha>0.8，在实际应用场合Hm/Ha远大于1的情况下，磨损仍然会发生。因此

6、，我们可以知道辊压机和立磨的磨损显然属于软磨料磨损范围。3.磨粒磨损基本模型与原理3.1磨粒磨损简化模型目前，普遍采用拉宾诺维奇（Rabinowicz）提出的磨粒磨损简化模型来讨论磨粒磨损问题。见下图3-1，并导出定量计算公式。磨料磨损的简化模型模型计算假设条件：a磨粒磨损中的磨料为圆锥体；b被磨材料为不产生任何变形的刚体；c磨损过程为滑动过程。磨粒在载荷P的作用下，被压入较软的金属材料中，并在切向力作用下沿较软的金属表面滑动距离为L，犁出一道沟，其深度为t。那么单位滑动距离磨损掉的金属材料体积，即被迁

7、移的沟槽体积（阴影部分），用下式可以算出，即式中V——磨损掉的体积，mm3；r——磨粒圆锥体的半径，mm；t——磨粒压入金属材料的深度，mm；L——滑动距离，mm。可以得出V/L=r·t因为磨料压入金属材料内的深度，取决于压力的大小和材料硬度的比值，所以t=r·ctgθπr2=P/H代入上式式中θ——磨粒圆锥体夹角；P——法向载荷，N；H——金属材料的硬度,MPa；得到：V/L=P/πH·ctgθ令磨料磨损系数Kabr=ctgθ/π则V/L=Kabr·P/HV=Kabr此式表明，在一定磨料条件下，单位距

8、离内磨损体积与外加载荷和滑动距离成正比，而与材料的硬度成反比，并且可以显然看出“θ”角越小，即磨粒越尖锐，磨损越严重。在上面的方程中的磨损系数Kabr为理论值，仅考虑到磨粒的形状系数，并且假定所有的磨料都参加切削、犁出的沟槽体积全部成为切屑。实际上，在磨损过程中所发生的现象是十分复杂的，包括外部载荷，施力情况，磨粒硬度、相对运动、迎角与环境以及材料的组织和性能等等，磨损系数应该是上面的几何因数ctgθ/π与比例常数的乘积，实际比例常数是在所