燒結(jié)類風(fēng)機(jī)由于燒結(jié)煙氣中含有大量的固體顆粒，使得風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境極為惡劣，因此其葉輪葉片是磨損最快的零部件。多年來(lái)國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家采取的防磨措施主要是用耐磨焊條或焊絲堆焊成條狀耐磨層，或者用噴焊耐磨合金粉末的方法。而由于噴焊的方法成本高，工藝復(fù)雜，對(duì)需要噴焊基體材料的性能影響大，因此應(yīng)用較少；堆焊的方式為間隔行堆，對(duì)于國(guó)內(nèi)大多除塵效果較差的用戶，堆焊層的壽命很難達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的使用期限。
利用焊接方法將葉輪葉片形成整體復(fù)合耐磨鋼板的生產(chǎn)工藝日臻成熟，其獨(dú)特的磨損性能越來(lái)越多的在礦山機(jī)械、水泥機(jī)械等耐磨性較大的行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用復(fù)合耐磨鋼板可提高風(fēng)機(jī)葉輪的使用壽命。
復(fù)合耐磨鋼板是用堆焊的方法在低合金鋼板上堆敷一層高鉻及其碳化物材料，從而形成堆焊層具有高耐磨性能、背面具有高韌性能的一種鋼板材料；正是由于復(fù)合鋼板正反兩面性能的較大差異，造成了復(fù)合鋼板與原低碳合金鋼板的彎曲、焊接、機(jī)械加工等性能有很大的不同。為保證復(fù)合耐磨鋼板在葉輪上能夠順利進(jìn)行施工并安全可靠地運(yùn)行使用，需要有足夠的試驗(yàn)作為支撐，以解決在使用過(guò)程的結(jié)構(gòu)連接形式、加工工藝等多方面的技術(shù)難點(diǎn)。根據(jù)燒結(jié)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們做了以下試驗(yàn)驗(yàn)證工作。
堆焊耐磨鋼板耐磨層是用堆焊的方法形成的，因此不同的生產(chǎn)廠家提供的復(fù)合耐磨板、不同的堆焊層的厚度、寬度、堆焊方向?qū)τ趶?fù)合耐磨鋼板的彎曲性能都有直接的影響。當(dāng)使用復(fù)合耐磨鋼板 作為葉輪葉片的襯板時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求首先須進(jìn)行彎曲加工。由于在國(guó)內(nèi)外同行業(yè)中對(duì)復(fù)合耐磨鋼板彎曲后耐磨層表面裂紋的寬度和深度沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)，因此只能根據(jù)彎曲后開(kāi)裂程度最小、彎曲半徑最小的作為最終使用的板料。
彎曲分兩種情況（曲率半徑大于 500mm 時(shí)）：平行于耐磨層方向彎曲，垂直于耐磨層方向彎曲。平行于耐磨層方向彎曲的裂紋為通長(zhǎng)開(kāi)裂且裂紋開(kāi)口較大，垂直于耐磨層方向彎曲裂紋為垂直于堆焊層的斷續(xù)狀裂紋，單個(gè)裂紋長(zhǎng)度小于 6 個(gè)堆焊層寬度（ 30 ～ 35mm ）。因此實(shí)際葉片下料時(shí)葉片長(zhǎng)度應(yīng)沿堆焊層方向。
對(duì)復(fù)合耐磨鋼板 邊部耐磨層去除采用選擇經(jīng)濟(jì)又高效的切割方法，采用小直徑碳弧氣刨效率高、成型較好，但母材接觸氣刨時(shí)已受到較深的損傷，可通過(guò)后續(xù)的焊接仍可使用；采用等離子弧氣割操作不便，成形差，堆焊層去除不徹底，不推薦使用；砂輪磨削效率極低，不可采用。
復(fù)合耐磨鋼板用作襯板與葉輪葉片的連接用螺栓聯(lián)接，加大底孔尺寸，采用電弧焊堆焊過(guò)渡層，使之與葉片焊接連接在一起，沉頭螺釘頭通過(guò)堆焊增加耐磨性。該方法的缺點(diǎn)：螺釘頭堆焊影響外觀質(zhì)量。
曲形、焊接后復(fù)合耐磨板的耐磨層發(fā)生開(kāi)裂的情況肯定存在，為了減小開(kāi)裂長(zhǎng)度，一般需要對(duì)開(kāi)裂部位進(jìn)行焊。采用堆焊焊條（、堆焊實(shí)心焊絲、堆焊用藥芯焊絲 3 種不同的焊接材料作為堆焊的焊接材料進(jìn)行相關(guān)的焊接性試驗(yàn) 。。結(jié)果比較及得出結(jié)論： 3 種堆焊材料均滿足堆焊后不開(kāi)裂的要求，但從材料的成本方面考慮，以采用堆焊 焊條、堆焊焊絲為好。
為保證連接焊縫的焊接質(zhì)量，采用焊條作為連接焊縫焊接材料，這樣以保證連接焊縫應(yīng)具有足夠的連接強(qiáng)度和良好的焊縫質(zhì)量 。 連接焊縫采用焊條焊接后，成型均較好，未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象；在其表面采用 堆焊焊條、堆焊實(shí)心焊絲、堆焊用藥芯焊絲 3 種堆焊材料堆焊亦未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，從成本方面考慮焊縫表面的堆焊材料仍選用 堆焊 焊條、堆焊焊絲為好。
結(jié)構(gòu)模擬試驗(yàn)是檢驗(yàn)工藝可靠性的重要手段之一。葉輪焊縫的結(jié)構(gòu)形式主要為角焊縫，增加復(fù)合耐磨鋼板后焊縫的可靠性是最關(guān)鍵的問(wèn)題。為此采用堆焊 焊條、堆焊焊絲進(jìn)行堆焊焊條作為焊縫表面堆焊焊條進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)表面探傷檢驗(yàn) , 焊縫表面未出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，通過(guò)焊縫的拉伸、沖擊等一系列試驗(yàn)檢驗(yàn)證明了該工藝的可行性和可靠性。
沖蝕磨損試驗(yàn)是判斷耐磨鋼板耐磨性的高低的有效檢驗(yàn)手段之一。根據(jù)風(fēng)機(jī)工作工況的特點(diǎn)沖蝕是葉輪破壞的主要形式，為此選擇沖蝕磨損試驗(yàn)。該方法是利用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣通入混料箱，沖蝕試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行，其中沖蝕磨損的石英砂砂流沖擊角依次選擇為15°、 30°、 45°、 60°、 90°。沖蝕介質(zhì)為120 ～ 180 目的石英砂，試樣沖蝕失重用精度為0.1 mg的分析天平測(cè)量，取3個(gè)平行試樣的平均值作為最終沖蝕失重的結(jié)果。
試驗(yàn)表明： 3種雙金屬耐磨鋼板的硬度均比葉片母材高，耐沖蝕性能均比葉片高3～7倍不等；小角度下的沖蝕磨損速率低，大角度下的沖蝕磨損速率高，沖蝕磨損速率隨沖蝕角度增大而單調(diào)增加；沖蝕磨損規(guī)律基本滿足強(qiáng)韌性綜合性能較好金屬材料的沖蝕磨損變化規(guī)律，即小角度和大角度下的沖蝕速率均較低，而中間角度沖蝕條件下，表現(xiàn)出高的沖蝕速率；單獨(dú)考慮大角度下的沖蝕磨損抗力，以普通對(duì)比碳鋼板最好；綜合考慮小角度和大角度沖蝕磨損抗力，以1號(hào)NEMAMO復(fù)合鋼板最好。另外，注意盡可能降低堆焊復(fù)合鋼板內(nèi)部孔洞和裂紋的出現(xiàn)。
以充分的試驗(yàn)為保證，該方法已在多個(gè)產(chǎn)品中得到應(yīng)用，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)，燒結(jié)風(fēng)機(jī)葉輪的耐磨壽命提高了3倍以上，延長(zhǎng)了用戶產(chǎn)品檢修周期，為用戶創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益；通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)也為下一步推廣和擴(kuò)大耐磨鋼板在風(fēng)機(jī)其它部位的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
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