r修复铸铁烘缸.doc

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1、电弧喷涂3Cr13修复烘缸表面的涂层性能研究高文军张宏王瑞段素霞（陕西科技大学造纸工程学院，陕西西安，710021）摘要：本文针对造纸烘缸由于受腐蚀与磨损而导致表面失效的问题，采用电弧喷涂技术进行修复，设计正交实验研究了电弧喷涂工艺参数对3Cr13涂层结合强度、硬度和耐磨性的影响以及X射线衍射分析及表面与界面形貌电镜扫描检测。实验结果表明：影响涂层性能稳定性的工艺参数主要是电弧电流，其次是喷涂距离、电弧电压和空气压力，得出最佳的修复工艺参数为：电弧电流为230A，喷涂距离为240mm，电弧电压为35V，空气压力为0.6MPa。关

2、键字：电弧喷涂修复烘缸3Cr13正交实验性能1前言烘缸是现代化造纸机上的一个关键的大部件，表面由于受纸页中化学药品的腐蚀以及刮刀的磨损，一般烘缸使用一年后，表面就出现了沟纹。陕西某厂生产卷烟纸，烘缸使用4年，表面沟纹平均深达3mm，最深处达5mm，被迫停产。过去厂方采用将烘缸表面车削后再磨光的方法维修，但由于沟纹深达5mm，若将整个烘缸表面车削5mm，再进行磨光，显然烘缸强度降低太多。因此为了解决车削造成烘缸壁太薄、强度降低的问题，保证烘缸修复后能达到使用要求，提高其耐蚀性及耐磨性，我们使用电弧喷涂技术来修复烘缸表面。本文主要是

3、对用电弧喷涂技术修复烘缸表面的涂层性能研究，通过正交实验对涂层在不同工艺条件下的性能进行实验比较，以选择最佳的修复工艺参数，以便在实际应用中得到最佳利用效果。2烘缸的修复工艺由于烘缸大多数是由铸铁制成，为了保证烘缸表面喷涂不锈钢的结合强度达到使用要求，我们首先在30×30×8mm和90×60×8mm的方片铸铁式样上做实验研究。考虑到利用电弧喷涂过小式样时容易烧坏基体本身，而且也不利于喷出性能良好的涂层，因此我们先在90×90×8mm的方片铸铁上喷涂，然后用线切割机分别切成30×30×8mm和90×60×8mm实验试样。2.1电弧

4、喷涂工艺2.1.1喷涂材料的选择为了使烘缸表面喷涂达到使用要求，考虑到喷涂修补时，不锈钢材料与钢丝喷涂价格相近，并考虑到烘缸的受腐蚀与磨损情况，我们选用φ2mm的3Cr13马氏体不锈钢丝作为喷涂材料（其化学成分及性能如表2－1所示）。2.1.2喷涂工艺参数的确定采用正交设计原理选择3Cr13涂层的喷涂工艺参数，考察的工艺参数分别为电弧电流、电弧电压、喷涂距离和雾化空气压力。对每个工艺参数分别选取3个水平，根据7表2－1实验用喷涂材料（3Cr13）化学成分（%）CrCSiMnNiSPFe13.250.320.480.520.350

5、.0180.024余量L9(34)正交表，建立正交设计方案，如表2－2所示。2.1.3涂层的制备将铸铁块铣削成90×90×8mm的正方形试片，采用烘烤除油的方法去除铸铁内部微孔内的油污，然后采用压力喷砂机进行表面粗化处理。我们使用的是TLAS――Ⅲ型高性能超音速电弧喷涂设备，进行喷涂时，按试块编号参照所设定的工艺参数依次进行，喷涂厚度为0.7～1mm。2.1.4喷涂后处理将喷好的试片在线切割机上切割成90×60×8mm和30×30×8mm的小试样分别进行结合强度、硬度和耐磨性的测试以及X射线衍射分析及表面与界面形貌电镜扫描检测。

6、2.2.喷涂涂层性能研究2.2.1涂层结合强度的测定及实验数据分析参照GB9796－88规定的对偶实验方法在WE－10A万能材料实验机上作拉伸实验。试样尺寸为30×30×8mm，保证经磨削平整加工后涂层厚度不小于0.5mm。在对偶件和涂层试样的粗化面上各涂一层E－7粘接剂（如图2－1所示），等胶固化后将试样在拉伸实验机上进行实验，然后记录实验数据，并观察断裂位置（如图2－2所示），应根据实际情况予以评定，涂层与基体间的破裂面积占2/3以上才算有效，最后根据公式2－1计算结合强度并求得同一试片的平均值，填入表2－2中。结合强度计算

7、公式：b=F/S（2－1）式中：b－涂层结合强度，MPa；F－破断载荷，N；S－断裂涂层面积，mm2。图2-1试样粘接装置图2-2拉伸实验试样断口形貌72.2.2涂层耐磨性的测试本实验所用CM型无釉砖耐磨实验机，实验机磨轮是钢质，硬度为HB203－245，直径为200mm，厚度为10mm，转速为75rpm，载荷为32N，通过失重法评定涂层的磨损性能。实验结果见表2－2。表2－23Cr13涂层喷涂工艺参数正交设计实验方案及涂层性能实验数据编号喷涂电流喷涂电压喷涂距离空气压力I/AU/VL/mmP/MPa平均结合强度MPa平均磨损重

8、mg1#2#3#4#5#6#7#8#9#1(230)1(38)1(300)2(0.6)1(230)2(35)2(240)1(0.8)1(230)3(32)3(180)3(0.4)2(200)1(38)2(240)3(0.4)2(200)2(35)3(180)2(