氧乙炔火焰噴涂技術(shù)在煙機(jī)洗包機(jī)上的應(yīng)用

氧乙炔火焰噴涂技術(shù)在煙機(jī)洗包機(jī)上的應(yīng)用

1熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)各種機(jī)械部件的性能要求越來(lái)越高，并提出了各種功能要求，如抗疲勞、耐溫、耐腐蝕、潤(rùn)電、增摩、減磨等。表面功能涂層技術(shù)已列為現(xiàn)代工業(yè)前沿學(xué)科,其熱噴涂技術(shù)最具有強(qiáng)化作用。熱噴槍將燃料氣提供必須的熱量,把金屬或非金屬材料加熱到塑態(tài)或熔融狀態(tài),再經(jīng)壓縮空氣加速,使材料顆粒沖擊到基體表面隨之冷卻并不斷堆積形成涂層,以此改善機(jī)械零部件的使用性能,增強(qiáng)使用壽命。煙草機(jī)械設(shè)備是煙草行業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),“七五”以來(lái)我國(guó)卷煙行業(yè)引進(jìn)了大批國(guó)外先進(jìn)的煙草機(jī)械設(shè)備,其關(guān)鍵易損零部件仍依賴(lài)進(jìn)口,價(jià)格昂貴,每年需耗大量外匯,而且供貨周期長(zhǎng),直接影響我國(guó)卷煙行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為此,本文論述以氧乙炔火焰噴涂工藝用在鋁、鋼不同材質(zhì)基體“PA8—5PA9煙機(jī)搓板滾輪”上,解決了該零部件的磨損問(wèn)題,提高了使用壽命。2火焰噴涂工藝PA8—5PA9搓板滾輪在研制過(guò)程中,采用了氧乙炔火焰噴涂粉末工藝,選擇了鋁包鎳作粘結(jié)過(guò)渡底層和自粘結(jié)耐磨材料,嚴(yán)格操作工藝,可在鋁和鋼兩種基體材質(zhì)上噴涂同性能的耐磨涂層,其工藝穩(wěn)定可靠。2.1設(shè)備材料的選擇根據(jù)產(chǎn)品性能特點(diǎn)及易批量生產(chǎn)又降低成本的要求,選擇了以下設(shè)備和原材料見(jiàn)表12.2有機(jī)除油非工作面保護(hù)表面制備熱噴涂是一種特殊技術(shù),具有較高的疊加效果,在工藝實(shí)施過(guò)程中工序嚴(yán)緊,其工藝流程如下:基體檢驗(yàn)→基體有機(jī)除油→非工作面保護(hù)→表面制備→預(yù)熱→粘底層→噴涂耐磨層→冷卻拆卸→修飾檢驗(yàn)→包裝入庫(kù)。在生產(chǎn)工藝流程中要求工件基體無(wú)油污、銹蝕,表面粗糙均勻而不被氧化,非工作面嚴(yán)加保護(hù),預(yù)熱溫度適當(dāng),粘結(jié)底層均勻牢固,噴涂面均勻平整,材料顆粒熔融粘結(jié)牢固,耐磨性能好。3熱噴涂對(duì)涂層的影響PA8—5PA9搓板滾輪由于基體材質(zhì)不同,而成品要求表面性能一致,因此當(dāng)采用熱噴涂處理零件時(shí),為了保證涂層的結(jié)合強(qiáng)度,提高涂層的耐磨性能,保證涂層的致密和表面均勻度,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)研究。3.1噴砂強(qiáng)度的影響對(duì)不同材質(zhì)的基體噴涂同性能底層材料,使耐磨涂層過(guò)渡粘結(jié)牢固,在噴涂底層之前,必須進(jìn)行表面制備處理。首先進(jìn)行有機(jī)除油凈化,然后粗化,用8kg/cm2氣壓、0.5～3mm棱角金剛砂,75～90°噴射角,100～200mm距離噴射。噴砂使基體表面形成不規(guī)則的凹凸不平的粗糙面,隨著粗糙度的增大,在一定范圍內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度隨之提高,粗糙度為2.5～6μm,但超過(guò)10μm之后導(dǎo)致表面硬化,凸峰被削平,粗糙度活性降低,結(jié)合強(qiáng)度隨之降低,特別是鋁基基體。因此應(yīng)嚴(yán)格控制噴砂時(shí)間,在30～60秒可得到最大的粗糙度和結(jié)合強(qiáng)度。噴砂清除了基體表面油污和氧化層,露出潔凈的面,增加了表面面積,可使涂層構(gòu)成聯(lián)鎖疊層,同時(shí)減少應(yīng)力引起的涂層結(jié)合不牢。噴砂粗化處理后必須在1小時(shí)內(nèi)進(jìn)行噴涂,防止表面氧化。在噴涂過(guò)程中,高溫熔融的涂層材料在瞬間沖擊粘結(jié),凝固在基體和微觀粗糙面上形成機(jī)械結(jié)合(如圖1一2)。3.2納米顆粒與固體表面的聚合合金由于鋁和鋼兩種材料熱膨脹系數(shù)及粘結(jié)性能不同,若直接噴涂耐磨層,結(jié)合力沒(méi)有保證,因此必須噴涂一層既能在兩種不同基體上粘結(jié),又能和復(fù)合耐磨層牢固結(jié)合的特殊過(guò)渡層,涂層與基體之間的結(jié)合是顆粒對(duì)表面相互作用的關(guān)系,熔融顆粒沖擊到經(jīng)過(guò)制備的基體表面,撞成扁形狀,并隨表面起伏,對(duì)凹凸不平面形成機(jī)械嚙合,底層與耐磨層之間是內(nèi)聚結(jié)合,即擴(kuò)散合金化。金屬間固溶體通過(guò)淬冷合金化而實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。粉末使用前必須在150～250℃溫度預(yù)熱烘烤1～1.5小時(shí),以保證粉粒噴射流動(dòng)性,避免結(jié)團(tuán)堵塞噴射膛道。在噴射過(guò)程中對(duì)氣體壓力,火焰溫度、噴射距離、噴射角度、運(yùn)動(dòng)速度嚴(yán)格控制,使之底層均勻平整,粘結(jié)牢固,使鋁、鋼兩種基體表面形成牢固的耐磨涂層,保證了其結(jié)合強(qiáng)度,控制參數(shù)見(jiàn)表2。3.3涂層材料的選擇PA8—5PA9搓板滾輪的涂層由復(fù)合噴涂材料,氧化物及孔隙組成如圖3。噴涂層具有高耐磨、致密、均勻牢固特性。在噴涂耐磨層時(shí)首先對(duì)粉末進(jìn)行合理選擇配制,噴涂材料顆粒受高速淬火形成非均質(zhì)特殊結(jié)構(gòu),涂層的宏觀硬度由材料本身和材料淬冷合金化形成,材料的硬度高、耐磨性能好,通過(guò)融熔金屬粘結(jié)實(shí)現(xiàn)其耐磨性。噴涂時(shí)預(yù)熱可減少顆粒到達(dá)基體表面回跳機(jī)會(huì),改善顆粒撞擊的濕潤(rùn)性,增強(qiáng)涂層的粘結(jié)牢度。噴涂工件轉(zhuǎn)動(dòng)換向勻速控制,噴射軌跡循環(huán)均勻不得漏噴,疊噴保證涂層厚度的均勻一致,可得到理想的高耐磨涂層,圖4。4用戶(hù)基本成分成為國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的理由重要(1)采取熱噴涂技術(shù)將硬度復(fù)合材料分別用在鋁基體搓板和鋼質(zhì)滾輪上形成高耐磨涂層取得成功,其