Keményötvözet bevonatú hengerek magyarázata: bevonási folyamat, kopásállóság és karbantartás

Mi az a keményötvözet bevonatú henger és miért használják

A keményötvözetbevonatú henger egy szabványos acél vagy öntöttvas maggal kezdődik, amelyet ezután megmunkálnak, és egy keményebb, kopásállóbb ötvözet kohászatilag kötött rétegével vonják be. Ez a megközelítés ötvözi az acél alap szerkezeti szívósságát és költséghatékonyságát olyan felületi keménységgel, amely messze meghaladja azt, amit az ömlesztett acél önmagában képes elérni.

Ezeket a hengereket olyan környezetben használják, ahol a bevonat nélküli acél hetek vagy hónapok alatt elhasználódik, ideértve a forró vagy koptató acélszalagot feldolgozó hengerműveket, a papír- és nyomdanaptár hengereket, az extrudáló és pelletizáló berendezéseket, valamint a szállítóhengereket, amelyek ömlesztett csiszolóanyagokat, például homokot, ércet vagy újrahasznosított hulladékot kezelnek. Acélgyári alkalmazásokban a megfelelően bevont munkahenger 3-5-ször tovább tart mint egy bevonat nélküli megfelelője, mielőtt újraköszörülést vagy cserét igényelne.

Általános bevonási eljárások

A bevonási folyamat meghatározza a kötési szilárdságot, a rétegvastagságot és a kész felület belső szerkezetét. A megfelelő eljárás kiválasztása ugyanolyan fontos, mint a megfelelő ötvözet kiválasztása.

HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel) termikus spray

A HVOF szuperszonikus sebességgel juttatja a por alakú ötvözet részecskéket a görgő felületére, így sűrű bevonatot hoz létre, amely jellemzően nagyon alacsony porozitású. 1% alatti porozitású . Ezt az eljárást előnyben részesítik a keményfém bevonatok esetében, ahol pontosság, finom felület és minimális hőbevitel szükséges az alaphengerhez.

Plazma spray

A plazmaspray ionizált gázsugarat használ az ötvözetpor megolvasztására és felhordására, így szélesebb körű anyagokat tesz lehetővé, beleértve a kerámiákat és az oxid alapú bevonatokat. Általában valamivel porózusabb bevonatot hoz létre, mint a HVOF, de rugalmasabb az összetett ötvözetkémiákhoz.

PTA (Plasma Transferred Arc) hegesztés

A PTA hegesztés egy kohászatilag kötött fedőréteget közvetlenül a henger felületére olvaszt elektromos ív segítségével, sokkal vastagabb réteget hozva létre (gyakran 2-6 mm, szemben a 0,1-0,5 mm-rel a hőpermetnél ) kiváló kötési szilárdsággal és ütésállósággal. Emiatt ez az előnyben részesített választás a nagy teherbírású hengerművek és bányászati ​​berendezések hengerei számára, amelyek kivágásnak vagy ütési terhelésnek vannak kitéve.

Merülőíves hegesztési (SAW) fedőréteg

A SAW fedőréteget nagy átmérőjű hengerekhez használják, amelyek vastag, nagy térfogatú keményburkolatot igényelnek, és általában többszörös menetben alkalmazzák, hogy több milliméter kopásálló ötvözet épüljön fel a teljes görgőfelületen.

A szokásos keményötvözet bevonóanyagok összehasonlítása

A különböző ötvözet-kémiák teljesítenek a legjobban a különböző kopási mechanizmusokkal szemben. Az ötvözetnek az alkalmazásában uralkodó kopástípushoz való illeszkedése kritikus fontosságú a várható élettartam eléréséhez.

A kopásállóság megértése

Bevonat keménysége vs. szívósság kompromisszum

A keményebb bevonatok jobban ellenállnak a koptató karcolásnak, de törékenyebbek lehetnek, és hajlamosak a repedésekre ütés hatására. A puhább, szívósabb ötvözetek terhelés hatására enyhén meghajlanak, és ellenállnak a repedésnek, de a tiszta kopás hatására gyorsabban kopnak. Olyan bevonat kiválasztása, amelynek keménysége nagyjából 20-30%-kal meghaladja az érintkező csiszolóanyag keménységét egy általános iparági irányelv a kopás és a ridegség közötti egyensúly megteremtésére.

A kötés erőssége és porozitása

A bevonat valós tartóssága éppúgy függ attól, hogy mennyire jól tapad az alaphengerhez, mint az ötvözet belső keménységétől. HVOF bevonatok a kötési szilárdság 70 MPa felett és az 1% alatti porozitás jelentősen felülmúlja a gyengébb minőségű plazmaszórt bevonatokat a nagy ciklusú alkalmazásokban, mivel a porozitás gyenge pontokat hoz létre, ahol repedések és rétegvesztés kezdődhet.

A bevonat vastagságának szempontjai

A vékony hőpermetbevonatok (0,1-0,5 mm) olyan precíziós hengerekhez alkalmasak, ahol a mérettűrés számít, mint például a nyomtató vagy a filmkezelő berendezések. A vastagabb hegesztési fedőrétegek (2-6 mm) nagyobb kopási ráhagyást biztosítanak, és jellemzően többször is újracsiszolhatók és újra felhasználhatók, mielőtt a henger elérné az élettartam végét, így a teljes élettartam jóval az első kopási cikluson túl is meghosszabbítható.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő keményötvözet bevonatú hengert

1. Határozza meg a domináns kopási mechanizmust

Határozza meg, hogy hengerei elsősorban abrazív kopással (részecskék, vízkő vagy szemcsék), ragasztókopással (fém-fém csúszó érintkezés) vagy ütési terheléssel (dús vagy szabálytalan anyag) szembesülnek-e. Ez határozza meg, hogy egy kemény, rideg bevonat vagy egy szívósabb, képlékenyebb ötvözet a legjobb illeszkedés.

2. Illessze a bevonatot az üzemi hőmérséklethez

A keményfém bevonatok kezdenek veszíteni keménységükből és durván oxidálódnak 500-600 °C , így nem alkalmasak meleghengerlési alkalmazásokra. A króm-karbid és kobalt alapú ötvözetek magasabb hőmérsékleten is megőrzik tulajdonságaikat, gyakran akár 800-900°C-ig is, és a melegmarási hengerek szokásos választása.

3. Válassza ki a Bevonási eljárást a precíziós igények alapján

Ha a henger szűk mérettűrést és sima felületet igényel, általában előnyben részesítik az olyan termikus permetezési eljárásokat, mint a HVOF. Ha a hengernek ellenállnia kell az erős ütéseknek, és élettartama során többször újracsiszolni kell, a hegesztési átfedési eljárások, mint a PTA vagy SAW, jobban használható anyagot és nagyobb ütéstűrést kínálnak.

4. Kérjen bevonatvizsgálati adatokat a szállítótól

A neves hengergyártóknak képesnek kell lenniük a kötési szilárdság, a porozitás és a keménység vizsgálati eredményeire a bevonatokhoz. A jól felvitt ipari bevonat jellemzően 2% alatti porozitást és 55-70 MPa feletti kötési szilárdságot dokumentál. ; Előfordulhat, hogy a beszállítók, akik nem tudják megadni ezeket az adatokat, gyengébb minőségű alkalmazási folyamatokat alkalmaznak.

Karbantartás legjobb gyakorlatai

Még a legjobb bevonat is megfelelő gondozást igényel, hogy elérje teljes élettartamát. A legtöbb létesítmény 1-3 havonta tervez szemrevételezést és teljes méretellenőrzés a tervezett karbantartási leállások során.

• Rendszeresen ellenőrizze a bevonat felületét, hogy nincsenek-e repedések, hámlás vagy hajszálrepedések, amelyek korai stádiumú leválásra utalhatnak.
• Időnként mérje meg a bevonat vastagságát mágneses vagy ultrahangos műszerrel a fennmaradó kopási ráhagyás követésére.
• Tartsa tisztán a görgőket a lerakódott anyagoktól vagy vízkőtől, amelyek felfoghatják a nedvességet és felgyorsíthatják a korróziót a bevonat szélein.
• Kerülje el a hirtelen hősokkot (gyors felmelegedés vagy lehűlés), amely a bevonat repedéseinek gyakori oka meleghengerlési alkalmazásoknál.
• A kopott hegesztési bevonatokat a kopóréteg teljes elhasználódása előtt kell újraköszörülni, ahelyett, hogy a teljes meghibásodásig futna, hogy megóvja az alaphengert a sérülésektől.

Gyakori hibák, amelyeket el kell kerülni

• Csak a bevonat keménységének kiválasztása a szívósság figyelembevétele nélkül, ami idő előtti forgácsolást eredményez ütési terhelés hatására.
• Volfrám-karbid bevonatok használata magas hőmérsékletű környezetben, ahol azok oxidálódnak és idő előtt elveszítik keménységüket.
• A bevonatvastagság mérésének kihagyása a látható kopás megjelenéséig, hiányzik az ideális újracsiszolási ablak.
• Vásárlás kizárólag ár alapján, anélkül, hogy a bevonat szállítójától kérnénk a porozitási és kötési szilárdsági adatokat.
• Lehetővé teszi a csiszolóanyag felhalmozódását a henger felületén, ami felgyorsítja a helyi kopást és az élkorróziót.

A keményötvözet bevonatú hengerek drámaian meghosszabbítják az élettartamot a bevonat nélküli acélhoz képest, de csak akkor, ha a bevonat anyaga, felhordási folyamata és vastagsága illeszkedik a tényleges kopási mechanizmushoz és a működési feltételekhez. A helyes választás annak megállapításán múlik, hogy a kopás, a hőmérséklet vagy az ütés a domináns meghibásodási mód, majd ki kell választani az adott kihívásnak megfelelő bevonat keménységét, ötvözetkémiáját és felhordási folyamatát. Rendszeres ellenőrzéssel és időben történő újraköszörüléssel párosítva a megfelelően bevont henger élettartama többszöröse a szabványos acélhengerek élettartamának, és jelentősen csökkenti a teljes karbantartási költséget.