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耐磨陶瓷技術(shù)在水泥工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

發(fā)布時(shí)間:2019/5/8 11:05:17    關(guān)注量:1996
在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中,水泥行業(yè)是應(yīng)用耐磨技術(shù)最早和最為廣泛的行業(yè)。水泥工業(yè)設(shè)備中許多零部件都處于比較惡劣的磨損條件,而且每更換一次零部件,都要花費(fèi)很多精力和時(shí)間,嚴(yán)重影響水泥生產(chǎn)中的正常操作。而合理采用耐磨技術(shù)來(lái)強(qiáng)化和修復(fù)一些經(jīng)常損壞的零部件,對(duì)水泥企業(yè)來(lái)說(shuō)具有很高的實(shí)用價(jià)值。本文僅就一些最常用的耐磨技術(shù)在水泥工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀,作一簡(jiǎn)要綜述。 

1.耐磨堆焊 

耐磨堆焊是水泥工業(yè)中最常用的一項(xiàng)耐磨技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于立磨磨輥等一些磨損件的修復(fù)中,也有在新輥上直接采用堆焊技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化處理的。耐磨堆焊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,使用方便,成本低廉,效果明顯。而堆焊既可在現(xiàn)場(chǎng)修復(fù),也可在工廠中進(jìn)行在線堆焊。目前,堆焊修復(fù)和強(qiáng)化技術(shù)已在水泥工業(yè)中得到大量應(yīng)用。 

2.耐磨陶瓷 

近些年來(lái),耐磨陶瓷在水泥工業(yè)中的應(yīng)用也得到了企業(yè)的認(rèn)可。其應(yīng)用類別大致可分為以下兩種: 

(1)耐磨陶瓷貼片 

耐磨工程陶瓷具有熔點(diǎn)高、硬度高、抗壓強(qiáng)度高、密度小、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、高溫下蠕變小等優(yōu)異性能,它可以承受金屬材料和高分子材料都難以勝任的嚴(yán)酷工作環(huán)境。工程陶瓷按用途可分為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、工程耐磨陶瓷和耐酸陶瓷等,按化學(xué)組成可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷和硼化物陶瓷等。其中,氧化物陶瓷為典型的陶瓷材料,由于其資源豐富、制造成本低、性能優(yōu)異被廣泛應(yīng)用于工程耐磨陶瓷產(chǎn)品的制造中。 

氧化鋁陶瓷的應(yīng)用,應(yīng)遵循以下原則:①氧化鋁陶瓷材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),應(yīng)盡量減小陶瓷材料的力學(xué)性能對(duì)原始裂紋缺陷的依賴性,克服陶瓷材料的致命弱點(diǎn),即突然性地整體斷裂。 

②避免在高應(yīng)力、大角度沖擊的工況下使用氧化鋁陶瓷材料。 

③與其他材料進(jìn)行復(fù)合,這樣可以克服氧化鋁陶瓷材料的脆性弱點(diǎn),充分發(fā)揮其優(yōu)異性能。 

(2)耐磨陶瓷涂料 

在使用溫度高、工件形狀復(fù)雜等不宜采用耐磨陶瓷貼片的情況下,建議選用耐磨陶瓷涂料這種耐磨技術(shù)。耐磨陶瓷涂料由骨料和黏結(jié)劑組成,骨料為不同顆粒的高鋁釩土、剛玉或碳化硅,黏結(jié)劑為高鋁水泥或純鋁酸鈣水泥。在涂料中加入5%的鋼纖維,可增加耐磨陶瓷涂料的強(qiáng)度并取得較好的使用效果。它的特點(diǎn)是應(yīng)用面寬,使用方便,效果明顯。 

3.耐磨復(fù)合鋼板 

耐磨復(fù)合鋼板是在韌性好、價(jià)格低廉的普碳鋼板上覆上一層一定厚度的耐磨合金層,復(fù)合界面為完全的冶金結(jié)合。由于有韌性好的普碳鋼作基材,使得復(fù)合層可以實(shí)現(xiàn)用其他方法難以達(dá)到的高合金耐磨層,從而使耐磨復(fù)合鋼板達(dá)到了鑄造耐磨材料所無(wú)法達(dá)到的極高耐磨性。同時(shí),由于母材為普碳鋼,不但降低了生產(chǎn)成本,而且可以實(shí)現(xiàn)自由焊接、拼接、彎曲、卷弧、卷管、打孔以及在普碳鋼一側(cè)焊接螺栓等,使耐磨復(fù)合鋼板的應(yīng)用范圍變得更加廣泛。此外,通過(guò)設(shè)計(jì)合金層的成分,還可以獲得耐磨耐熱、耐磨耐蝕等功能性復(fù)合層。 

國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家自上世紀(jì)60年代起,就開(kāi)始進(jìn)行耐磨復(fù)合鋼板的開(kāi)發(fā)與推廣,現(xiàn)在耐磨復(fù)合鋼板已作為一種重要的抗磨材料被廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐中。近些年來(lái),耐磨復(fù)合鋼板在冶金、煤炭、化工、建材、發(fā)電等領(lǐng)域得到了很好的推廣和應(yīng)用,解決了許多在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的磨損難題。與各種合金鋼、合金鑄鐵、鑄石、陶瓷、橡膠、聚氨脂等耐磨材料相比,耐磨復(fù)合鋼板所具有的高耐磨性、高韌性、可焊性及可再次成型性等多重材料特性,以其良好的性價(jià)比,受到眾多企業(yè)的認(rèn)可和好評(píng)。 

4.復(fù)合與鑲嵌技術(shù) 

對(duì)一些工況條件比較惡劣、更換周期頻繁的重要零件,目前科研人員正在研究一種復(fù)合與鑲嵌技術(shù),以獲得更好的耐磨性能及較長(zhǎng)的使用壽命。如國(guó)外某公司已推廣應(yīng)用的一種牌號(hào)為DuocastXwin的復(fù)合鑲嵌式立磨磨輥,即是一種在塑性較好的基體上鑲嵌有較硬的高鉻鑄鐵及硬質(zhì)帶的復(fù)合件。與過(guò)去用鎳鐵或高鉻鑄鐵制作的磨輥相比,大大提高了磨輥的使用壽命和安全程度。目前,這種磨輥已在國(guó)外水泥工業(yè)中得到成功應(yīng)用。 

5.金屬自修復(fù)技術(shù) 

21世紀(jì)初,我國(guó)從俄羅斯引進(jìn)并轉(zhuǎn)化成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一項(xiàng)金屬自修復(fù)技術(shù)已在鐵路機(jī)車及多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用,且顯示出其強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。 

金屬自修復(fù)技術(shù)是通過(guò)在潤(rùn)滑油載體中加入一種自修復(fù)粉末材料,于摩擦運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在金屬零件磨損表面產(chǎn)生一個(gè)很硬、很平整的自修復(fù)層,以達(dá)到改善磨損和提高使用壽命的目的。 

利用金屬自修復(fù)技術(shù),不僅可以對(duì)各種機(jī)器的金屬磨損表面進(jìn)行不拆卸的原位修復(fù),還可以對(duì)新零件表面進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)處理。目前,盡管該項(xiàng)技術(shù)在水泥工業(yè)中還沒(méi)有被廣泛應(yīng)用,但可以預(yù)見(jiàn),隨著金屬自修復(fù)技術(shù)的不斷提高及其在水泥工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用,它在水泥生產(chǎn)設(shè)備的不斷完善以及節(jié)能、節(jié)電等方面,將發(fā)揮巨大的促進(jìn)作用。 

最后需要指出的是,盡管各種耐磨技術(shù)都有很好的使用效果,但它們自身也必然會(huì)存在一些局限性。世界上沒(méi)有一種耐磨材料技術(shù)是萬(wàn)能的,水泥企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇最適合自己的耐磨材料技術(shù)。

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常見(jiàn)問(wèn)答/ problem

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