等离子熔覆技术

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1、山东科技大学青岛科技发展有限公司等离子熔覆技术等离子熔覆技术是借助水冷系统的喷嘴对电弧产生拘束作用，以转移弧作为热源获得高能量密度的等离子弧，配合合金粉末材料进行的表面冶金方法。等离子炬的阴极电极和喷嘴（阳极）这两个部分被分别连接到负、正极，工作气体通过等离子炬，利用高频火花点火，气体被加热到很高的温度（约15000K）产生压缩的效果，在磁压缩、热压缩和机械压缩综合作用下从喷嘴射出一个温度极高，速度极大的等离子射流。合金粉末进入等离子束后被瞬时地加热加速形成粒子射线，粒子的状态为熔融或半熔融状态，喷射到待加工的工件表面，在零件的表面发生熔融、混合、凝固等

2、物理化学变化，最终和零件表面冶金结合。等离子熔覆的特点由于热压缩效应，磁压缩效应和机械压缩效应的综合影响，等离子火焰速度可达1000m/s，非转移型等离子弧的形成可以获得15000K或更高的温度，热量集中，它可以熔化高熔点，高硬度的粉末材料，速度可达180-600m/s。，所以可以得到组织致密，孔隙率低，与基材粘接强度高易于控制涂层厚度的涂层。等离子熔覆过程中热影响区相对较小，零件变形小，熔覆过程中，显微组织和性能也无改变，不改变性质。特别适合高强度钢，薄壁件，细长零件。等离子喷焊具有以下特点：（1）热影响区小，结构不发生变化。工件的加热温度可控制在小于

3、250℃。（2）涂层的氧化物和杂质含量少，比电镀，渗碳，渗氮的涂层更厚，更硬，更防腐。（3）熔覆层与工件呈冶金结合，耐冲击，不脱落。（4）涂层光滑平整，并且可以精确地控制厚度。（5）由于等离子喷焊火焰温度非常高，速度快，几乎任何材料都可熔化，喷焊形成的涂层具有粘接强度高，孔隙率低，喷焊效率高，使用广泛的优点，它在航空，冶金，机械，机车车辆和其他方面有广泛的应用。等离子熔覆技术在煤矿的应用由于煤矿井下生产环境情况非常复杂，要求井下设备既要坚固耐用，又要具有很高的防爆性能。煤矿井下工作面使用的刮板输送机、转载机、采煤机等设备因为担负整个工作面的开采和运输任务

4、，刮板输送机同时还作为刮板输送机的行走轨道，磨损都非常严重。同时这些设备的价值相对都比较高，现代化矿井的刮板输送机一般都在五六百万元以上，采煤机磨损部位主要是滚筒和截齿，滚筒的价值每个也要几十万到上百万，截齿每年的消耗量也在几十万元以上。因为磨损问题煤矿企业每年都要损失近千万元，很大程度上影响了煤矿经济效益的提升。尤其在近几年煤矿行业进入“寒冬”时期，千方百计降低生产成本势在必行。应用一：刮板输送机耐磨处理煤矿井下刮板输送机的磨损部位主要为：1、机头架机尾架的中板、底板及槽帮钢。2、中部槽的中板、底板、槽帮及滑靴道。3、变线槽、过渡槽的中板、底板及槽帮。

5、4、链轮的链窝。我国每年都有几十万节中部槽作为废钢处理掉处理方案利用等离子熔覆专用设备在刮板输送机的易磨损部位（如中板、底板、槽帮、滑靴道等）熔覆一定形状的耐磨层，在刮板输送机运行时，刮板和链条不再直接磨损设备本体，而只磨损熔覆耐磨层，一个或两个工作面采完后刮板输送机基体基本不磨损，可以大大延长刮板输送机的使用寿命，降低了因磨损给煤矿企业带来的损失。淮南矿业集团某矿熔覆后图片和使用一个工作面后照片其他案例其他案例其他案例其他案例其他案例应用二：等离子熔覆无火花高强度截齿截齿是采煤机和掘进机的主要磨损易耗件，消耗量很大，尤其遇到断层或夹矸较多时，消耗量会剧

6、增。每台采煤机每年需要消耗大约3000-5000支以上，每支按200元计算，每年将花费60万元以上。另外更换采煤机截齿还会占用大量采煤时间，降低开机率。如果不对损坏截齿进行及时更换，将不仅会对采煤机滚筒造成损坏，还会降低采煤效率。采煤机或掘进机截齿在使用过程中一直处在高冲击、高摩擦的作用下，同时截齿还受到强大的弯曲应力和剪切应力，一般工作寿命都比较短。其主要失效形式表现为：ó1、在使用过程中因磨损合金头逐渐变小直至消失。此种情况为正常失效，合金头与齿体同步均匀磨损，并且能够实现自锐性，保持齿尖的锋利，使用寿命较长，否则会出现单面磨损。ó2、截齿头部齿体磨

7、损过快导致合金头脱落。由于包裹合金头的齿体耐磨性远低于合金头，在使用过程中快速磨损，致使合金头失去夹持力而脱落，仅靠齿体工作，迅速磨损，并且阻力增大，影响工作效率。ó3、合金头在使用过程中碎裂。由于合金头质量较差或在生产过程中热处理工艺不合理，导致合金头在热处理时多次受到激冷而产生内部微裂纹，当受到较大外力时会发生碎裂而使截齿失效。ó4、齿身的弯曲或折断。由于截齿的结构尺寸、刚度、布置方式不合理等原因，在受到很大的外力时发生齿身的弯曲或断裂。截齿的等离子强化处理通过对截齿失效及破坏形式的深入分析研究，我公司对截齿的生产工艺进行了大胆改进。1、对硬质合金的

8、成分进行了改进，并且委托实力雄厚的厂家进行加工。2、在截齿头部熔覆一层高硬度的耐