在各個工業(yè)領域中,水泥行業(yè)是應用耐磨技術(shù)最早和最為廣泛的行業(yè)。水泥工 業(yè)設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,都要花費很多精力和時間,嚴重影響水泥生產(chǎn)中的正常操作。而合理采用耐磨技術(shù)來強化 和修復一些經(jīng)常損壞的零部件,對水泥企業(yè)來說具有很高的實用價值。本文僅就一些最常用的耐磨技術(shù)在水泥工業(yè)中的應用現(xiàn)狀,作一簡要綜述。
1.耐磨堆焊
耐磨堆焊是水泥工業(yè)中最常用的一項耐磨技術(shù)。它廣泛應用于立磨磨輥等一些磨損 件的修復中,也有在新輥上直接采用堆焊技術(shù)進行強化處理的。耐磨堆焊技術(shù)的優(yōu)點是技術(shù)成熟,使用方便,成本低廉,效果明顯。而堆焊既可在現(xiàn)場修復,也可在 工廠中進行在線堆焊。目前,堆焊修復和強化技術(shù)已在水泥工業(yè)中得到大量應用。
2.耐磨陶瓷
近些年來,耐磨陶瓷在水泥工業(yè)中的應用也得到了企業(yè)的認可。其應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高、硬度高、抗壓強度高、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)異被廣泛應用于工程耐磨陶瓷產(chǎn)品的制造 中。
氧化鋁陶瓷的應用,應遵循以下原則:
、傺趸X陶瓷材料的結(jié)構(gòu)設計,應盡量減小陶瓷材料的力學性能對原始裂紋缺陷的依賴性,克 服陶瓷材料的致命弱點,即突然性地整體斷裂。
、诒苊庠诟邞、大角度沖擊的工況下使用氧化鋁陶瓷材料。
、叟c其他材料進行復合,這樣可以克服氧化鋁陶瓷材料的脆性弱點,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度并取得較好的使用效果。它的特點是應用面 寬,使用方便,效果明顯。
3.耐磨復合鋼板
耐磨復合鋼板是在韌性 好、價格低廉的普碳鋼板上覆上一層一定厚度的耐磨合金層,復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,使得復合層可以實現(xiàn)用其他方法難以達到 的高合金耐磨層,從而使耐磨復合鋼板達到了鑄造耐磨材料所無法達到的極高耐磨性。同時,由于母材為普碳鋼,不但降低了生產(chǎn)成本,而且可以實現(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,使耐磨復合鋼板的應用范圍變得更加廣泛。此外,通過設計合金層的成分,還可以獲得耐磨耐熱、耐磨 耐蝕等功能性復合層。
國外工業(yè)發(fā)達國家自上世紀60年代起,就開始進行耐磨復合鋼板的開發(fā)與推廣,現(xiàn)在耐磨復合鋼板已作為一種重 要的抗磨材料被廣泛應用于各工業(yè)領域的生產(chǎn)實踐中。近些年來,耐磨復合鋼板在冶金、煤炭、化工、建材、發(fā)電等領域得到了很好的推廣和應用,解決了許多在實 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,以其良好的性價比,受到眾多企業(yè)的認可和好評。
4.復合與鑲嵌技術(shù)
對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合與鑲嵌技術(shù),以獲得更好的耐磨性能及較長的使用壽命。如國外某公司已推 廣應用的一種牌號為DuocastXwin的復合鑲嵌式立磨磨輥,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)帶的復合件。與過去用鎳鐵或高鉻 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,這種磨輥已在國外水泥工業(yè)中得到成功應用。
5.金屬自修復技術(shù)
21世紀初,我國從俄羅斯引進并轉(zhuǎn)化成自主知識產(chǎn)權(quán)的一項金屬自修復技術(shù)已在鐵路機車及多 個工業(yè)領域獲得成功應用,且顯示出其強大的生命力和廣闊的應用前景。
金屬自修復技術(shù)是通過在潤滑油載體中加入一種自修復粉末材 料,于摩擦運動過程中在金屬零件磨損表面產(chǎn)生一個很硬、很平整的自修復層,以達到改善磨損和提高使用壽命的目的。
利用金屬自修復 技術(shù),不僅可以對各種機器的金屬磨損表面進行不拆卸的原位修復,還可以對新零件表面進行強化預處理。目前,盡管該項技術(shù)在水泥工業(yè)中還沒有被廣泛應用,但 可以預見,隨著金屬自修復技術(shù)的不斷提高及其在水泥工業(yè)中的進一步應用,它在水泥生產(chǎn)設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存在一些局限性。世界上沒有一種耐磨材料技術(shù)是萬能的,水泥企業(yè)應根據(jù)自身 的實際情況選擇最適合自己的耐磨材料技術(shù)。