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                2. 復合材料托輥的研制及熱處理工藝

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                  作者來源:admin       發布時間: 2021-04-23 10:03
                  導讀:由于高速線材托輥(gǔn)的使用環境惡劣,輥子壽命(lifetime)極低,平均壽命不超過6天,嚴重影響輸送帶生產工作效率和產品合格率。為此通過表面復合涂層技術,大幅度提高了輥子的使

                  復合材料托輥的研制及熱處理工藝


                  由于高速線材托輥(gǔn)的使用環境惡劣,輥子壽命(lifetime)極低,平均壽命不超過6天,嚴重影響輸送帶生產工作效率和產品合格率。為此通過表面復合涂層技術,大幅度提高了輥子的使用壽命。

                    1、托輥的失效形式分析

                    (1)高溫磨損超差失效
                  導衛上分布有磨粒磨損形成的犁溝,是由軋件在高溫軋制時表面脆性氧化皮形成的磨粒對導衛犁削所致。另外如導衛的抗氧化性不好也會導致氧化脫落而加速磨損,使導衛精度超差而失效。

                    (2)粘鋼失效
                  導衛輥粘鋼失效主要是由于導衛輥材料硬度低,導衛輥工作面加工粗糙及安裝精度不高而引起導衛輥在工作中局部受力過大,使氧化物粘著于導衛的工作面而失效。這主要是由于導衛輥硬度較低,特別是紅硬性較低所致。

                    (3)拉傷失效
                  導衛輥被拉削形成很深的溝槽,并在導衛輥的軋材導入段與工作直線交界處發生嚴重的粘鋼現象,從而形成一條貫穿于輥子端面的裂紋。托輥廠家是支撐輸送帶和物料重量。托輥運轉必須靈活可靠。減少輸送帶同托輥的摩擦力,對占輸送機總成本25%以上的輸送帶的壽命起著關鍵作用。雖然托輥在帶式輸送機中是一個較小部件,結構并不復雜,但制造出高質量的托輥并非易事。其主要原因是冷卻不良導致導衛軸承燒毀,進而使導衛輥不能正常高速運轉,軋材在固定(fixed)位置拉削導衛輥,形成溝槽報廢。

                    (4)熱疲勞與熱裂失效
                  導衛輥在運行過程(guò chéng)中產生熱應力,導致輥子出現疲勞裂紋及熱裂紋,并向心部擴散,導致表層剝落、導衛輥破裂而失效。托輥廠家是支撐輸送帶和物料重量。托輥運轉必須靈活可靠。減少輸送帶同托輥的摩擦力,對占輸送機總成本25%以上的輸送帶的壽命起著關鍵作用。雖然托輥在帶式輸送機中是一個較小部件,結構并不復雜,但制造出高質量的托輥并非易事。

                    2、提高托輥壽命的措施

                    (1)提高材料抗高溫磨粒磨損(零部件失效的一種基本類型)性能

                   ?、偬岣咻佔颖砻嬗捕纫蕴岣咻佔拥哪湍バ?。

                   ?、谔岣咻佔拥目寡趸芰?,減少氧化物的產生,降低磨粒磨損。托輥帶式輸送機的重要部件,種類多,數量大,可以支撐輸送帶和物料重量。它占了一臺帶式輸送機總成本的35%,產生了70%以上的阻力,因此托輥的質量尤為重要。其有鋼制和塑料兩種。

                    (2)改善抗粘鋼失效

                   ?、偬岣邔l輥工作面硬度,避免粘鋼現象的產生。

                   ?、谔岣邔l輥工作面的加工精度,保持其表面光潔。

                   ?、厶岣邔l輥安裝精度,使之不傾斜,保證輥子受力均勻。

                    (3)防止導衛輥拉傷失效

                   ?、偬岣咻佔硬馁|的機械性能、抗熱疲勞性能,防止裂紋的延伸。

                   ?、谔岣邔l輥的冷卻力度,延緩裂紋的產生,延長導衛輥的使用壽命。

                    3、托輥材料的選擇

                    (1)傳統托輥使用的材料
                  傳統托輥使用的材料有T7、T8、合金材料Crl6Ni3、Cr12MoV及鎳鉻合金奧氏體鋼等。對這些材料的耐磨性進行比較,其順序為T7(T8)<Crl6Ni3<Cr12MoV<鎳鉻合金,然而經實踐證明,即使是抗磨擦性能最好的鎳鉻合金也無法滿足要求。

                    (2)表面涂層材料的確定
                  根據前面對托輥(gǔn)磨損的分析可知,托輥材料必須具備良好的耐磨性、較高的硬度及較好的綜合機械性能,同時必須具備良好的紅硬性。實踐表明,單一材質的托輥難以滿足要求。為此,最終選定復合材料:基體為45、40Cr等,并通過(tōng guò)熱處理使合金材料與基體形成冶金結合。

                    4、托輥復合材料熱處理工藝
                  表面合金材料涂敷到托輥(gǔn)基體后需進行熱處理,其熱處理工藝曲線見圖1。
                  圖1 托輥熱處理工藝曲線
                  熱處理后,表面合金材料與基體形成牢固的冶金結合,在高溫1120℃下保持40min,使表面的富集元素N4
                    I、Cr等向基體擴散,而基體的元素Fe向涂層擴散,形成一個過渡區。涂層形成后,還需對產品進行最終熱處理。這樣,在有一定強度的基體上,形成了一層3~5mm的耐磨、耐蝕涂層,解決了托輥壽命問題。

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