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新型耐磨焊条在破碎机上的应用 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 15-03-02

    随着我国对新能源的不断开发应用,一种利用煤矸石发电的发电厂应运而生。在燃烧前需对煤矸石进行破碎。目前,使用的锤式破碎机的锤头大都采用45钢,而此类钢的硬度、耐磨性均较差,很难适应高冲击条件下的强磨粒磨损作用,磨损速度快。我们研究采用EDTCrWV-OO型耐磨堆焊焊条对锤头进行堆焊,为提高锤式破碎机的锤头寿命开辟了一条新途径。
    焊条的堆焊工艺性能
    本焊条采用价廉易购的H08A低碳钢为焊芯,药皮在钛钙药皮的基础上加以改进,保留了钛钙型药皮电弧燃烧稳定、脱渣容易、飞测小、成型美观、交直流两用等特点,同时药皮中的合金剂在电弧搅拌作用上迅速向熔滴中过渡合金元素,熔滴在重力和表面张力的作用下迅速过渡到工件上。由于堆焊层与母材是通过熔焊过渡,属冶金结合,具有抗强冲击性能。
    焊条堆焊电流与普通钛钙型结构钢焊条相当或稍大一些,φ4mm焊芯的耐磨焊条堆焊电流在140-160A之间。当堆焊电流偏低时,焊条熔化速率降低,碳及合金元素并未充分熔入堆焊层中,而是以熔渣的形成损失掉,合金碳化物含量下降,造成堆焊层硬度偏低,耐磨性下降;当堆焊电流偏大时,熔池温度也随之升高,碳及合金元素烧损较多.合金碳化物含量减少,堆焊层硬度和耐磨性下降,大电流还会使熔池温度上升,易促进粗晶的形成,这也是应该避免的。选择堆焊电流150A时,碳及合金元素能充分保留在堆焊层中,形成一定量的合金碳化物硬质相,堆焊层的硬度和耐磨性得到提高。
    此种焊条由于没有萤石之类增加熔深的矿石粉(从焊道断面观察,溶深很小)单层堆焊和多层堆焊硬度差不多,。所以,单层堆焊受母材稀释的程度极小,有利于减少对破碎机锤头的堆焊次数,提高工作效率。以下试验均采用φ4mm焊芯的堆焊焊条,焊接电流为150A,直流焊机单层堆焊。
    堆焊合金的组织与性能试验
    1.堆焊层焊态组织
    堆焊组织是决定焊层耐磨性的主要因素,本文研究的堆焊焊条药皮中含有较多的合金元素和适量的碳,而使堆焊层碳化物含量较多。
    堆焊层与母材结合部呈互熔扩散状态(如图2),使堆焊层与母材牢固地结合在一起,我们采用16磅大锤,从2m高的落差多次锤击堆焊层试块,均未发现堆焊层与母材脱落现象。
    在冲击载荷作用下,这种互熔组织的存在是极为有利的,它可以保证堆焊与母材的结合强度,工业试验已证明了这一点。
    2.MM-200磨损试验机
    试验中,上试样固定不动,下试样(滚轮)旋转,将磨料带入磨损实验表面。
    上试样是将堆焊焊条堆焊在10 mm厚的45钢板上,切成10mm×10mm×12mm的方块,表面磨光(Ra0.8)。标准试样为45钢退火态。下试样为Gx-Gr15钢(HRC58 61),表面粗糙度R.0.8,尺寸为φ44x9.8mm,转速180r /min。磨料采用60100目石英砂,硬度HV9001 100,磨料流量1820g/min。实验施加载荷294N,试验时间2h,测定失重量,相对耐磨性:标准试样磨损量/试样磨损量,结果见表1。
    3.X一射线衍射仪测试
    为研究堆焊合金的组织,对试样进行X一射线物相分析,其结果见图3。
    4.堆焊合金硬度
    堆焊电流为150A,堆焊层为一层,堆焊合金的宏观硬度平均为HRC63.2,基体显微硬度平均值为HV839。碳化物的显微硬度平均值为HVI 293。
    工业实验结果
    在45钢锤头表面堆上1层厚3mm左右的耐磨合金。焊机为交流焊机,堆焊电流为150A,共堆焊3套锤头。经现场工业实验,使用寿命平均达27d,比原来使用寿命(原来为3d)提高8倍。
    原破碎机锤头为45钢,属普通中碳钢,耐强磨粒磨损性很差。经高合金耐磨堆焊的锤头,由于堆焊层较厚,高硬度的碳化物在堆焊层组织中形成骨架,强烈地抵抗磨粒的切削作用。而且堆焊层与45钢之间属冶金结合牢固,不易剥落,从而提高了锤头的抗磨损能力。
结语
    1.新研制的EDTCrWV-OO型堆焊焊条堆焊工艺简单,适合破碎机现场堆焊要求。
    2.破碎机锤头堆焊合金的组织为马氏体+碳化物+残余奥氏体。
    3.堆焊层与母材呈互溶扩散状态,有利于抗强冲击磨粒磨损。
    4.新型耐磨堆焊合金的堆焊锤头耐磨性好,是采用45钢的锤头使用寿命的8倍,不仅降低了锤头消耗成本,而且提高了工作效率。
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