一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法技术

一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法，属于表面处理技术领域。方法包括：对磨损的刮板运输机中部槽中板进行刨削加工，去除中板上表面的刮痕和孔洞，得到表面光洁的中板；使用耐磨堆焊合金材料在表面光洁的中板的磨损凹陷槽内堆焊耐磨工作层，耐磨工作层的最大厚度控制在10～20mm，堆焊过程中，将中板的温度控制在100～180℃；将堆焊了耐磨工作层的中板放入加热炉中加热至200℃，并保温5～10h后取出，空冷至室温；对空冷至室温的中板进行精加工至所需尺寸；本发明专利技术中通过合理配制耐磨堆焊合金材料包含的各个元素的质量分数，使得形成的耐磨工作层的硬度较高，耐磨性好，在保证硬度和耐磨性的同时不会磨损刮板链。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面处理
，特别涉及一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法。
技术介绍
摩擦与磨损是发生在相对运动的接触界面上的复杂现象，包含着许多物理、化学及力学过程。在摩擦与磨损过程中，接触界面之间的作用力主要是机械力。在该力的影响下，表面及其附近的一定范围内的材料将发生较大的塑性变形，并将伴随着结构和组织发生的显著变化。任何相互接触、相对运动的机构或零件都会产生摩擦，当摩擦到一定程度时会发生磨损，磨损是机械零件失效最主要的方式之一，其占零件失效总量的60％～80％。据有关专家估计，全世界约有1/3～1/2的能源以各种形式消耗在摩擦上。由于摩擦导致磨损失效约占设备损坏的70％～80％，每年损失都在上千亿美元。由此可见，机器零件的摩擦磨损，是构成能源与材料大量损耗的主要因素。因此，防止机器零部件的磨损损失以及对已磨损的零件进行合理的修复工作，已经引起了世界各国科学工作者的广泛关注。煤炭生产在国家经济发展中占据着极其重要的地位，将煤炭从井下高效快速地运送到地面是煤炭开采的重要环节。近年来，现代化高产高效矿井不断涌现，大功率、高可靠性的煤机装备已成为煤矿生产的主要技术支撑。刮板运输机是煤炭运输过程中的重要设备，要求每小时的过煤量大于2000吨，整套设备尤其是中部槽过煤总量超过1000万吨，这对中部槽的综合性能提出了新的挑战。刮板运输机的运输方式是物料和刮板链都在中部槽内滑行，中部槽包括中部槽底板和中板，中板位于中部槽底板之上，当刮板运输机的刮板和刮板链在中板上滑动时，刮板会带动煤和矸石在中板上向前运输，运输的过程中，煤和矸石便成为磨料，位于中板上方的两条刮板链与中板之间存在着煤块、煤矸石等磨料，在磨损的过程中，磨料会粘附在中板上，因此会出现粘着磨损，此种磨损形式为金属与金属之间的摩擦磨损，同时，在外界具有腐蚀作用的介质下，还会出现腐蚀磨损，如图1和图2所示，中板1上对应两条刮板链的位置处的局部磨损程度较为严重，会在中板1的表面形成两道磨损凹陷槽11，同时，中板在工作过程中还要承受拉力、压力、弯曲冲击力、摩擦力和腐蚀作用，因为中板的局部磨损较为严重会使中板的寿命大大降低，出现过早失效的问题，不能保证正常的生产要求。为了提高中板的耐磨性，会采用超高强度耐磨钢制作中板，如牌号为K360、NM360、JEF-EH400或JEF-EH450的钢板等。但中板的局部磨损速度仍较快，寿命仍然很低，在生产过程中需要频繁更换，使正常的生产计划不能按时完成，造成生产滞后、消耗增大、效率降低，增加生产成本。因此中板的使用寿命的长短直接影响到生产的正常进行，如何增强中板的抗磨性，提高其使用寿命，目前成为煤炭运输机械急需解决的问题。若对已发生磨损的中部槽中板进行及时修复后继续使用，而不对中板进行频繁更换，可以减少更换新设备等造成的浪费，可最大程度上挽回经济损失。中板修复方法及修复质量的好坏也将直接影响到刮板运输机的使用寿命。目前，对磨损较严重的中板进行修复多采用堆焊，焊接材料一般多采用牌号为D132、D172堆焊焊条或ER50系列焊丝，在中板1表面上的两道磨损凹陷槽11内进行堆焊，形成堆焊层，但采用D132焊条和ER50系列焊丝堆焊后在磨损凹陷槽处形成的堆焊层的硬度较低，使得堆焊层的耐磨性较差，而D172焊条焊层耐磨性较好，但堆焊层的硬度太高，在工作的过程中，堆焊层会造成刮板链的严重磨损，因此，以上两种焊接材料根本不能很好的对中板进行修复。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的使用D132焊条和ER50系列焊丝在中板的磨损凹陷槽内形成的堆焊层的硬度较低，耐磨性较差，以及使用D172焊条形成的堆焊层的硬度太高会将刮板链磨损的问题，本专利技术实施例提供了一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法，所述方法包括：步骤1、对磨损的刮板运输机中部槽中板进行刨削加工，去除所述中板上表面的刮痕和孔洞，得到表面光洁的中板；步骤2、使用耐磨堆焊合金材料在表面光洁的中板的磨损凹陷槽内堆焊耐磨工作层，耐磨工作层的最大厚度控制在10～20mm，堆焊过程中，将中板的温度控制在100～180℃；所述耐磨堆焊合金材料包含的元素及质量分数为：C：0.10～0.14％、Mn：1.35～1.80％、Si：0.55～0.62％、Cr：2.50～3.20％、Mo：0.50～0.95％、Nb：0.30～0.50％、S：<0.015％、P：≤0.015％、余量为Fe；步骤3、将堆焊了耐磨工作层的中板放入加热炉中加热至200℃，并保温5～10h后取出，空冷至室温；步骤4、对空冷至室温的中板进行精加工至所需尺寸。在步骤2中，将中板的温度控制在150℃。在步骤3中，将堆焊了耐磨工作层的中板放入加热炉中加热至200℃，并保温8h或者10h后取出。在步骤2中，采用手工电弧焊或者二氧化碳气体保护焊在所述磨损凹陷槽内堆焊耐磨工作层。所述耐磨工作层的洛氏硬度范围在38.5～40.2之间。所述耐磨工作层的相对耐磨性的范围在1.13～1.20之间，所述相对耐磨性＝中板的磨损量/耐磨工作层的磨损量。本专利技术实施例中，通过对磨损的中板表面进行刨削，并采用新的耐磨堆焊合金材料在中板的两道磨损凹陷槽内堆焊耐磨工作层，堆焊的过程中，使中板保持一定的温度，堆焊完成后将中板放入加热炉中进行加热并保温，取出后进行空冷并进行精加工。其中，相对于现有技术中的ER50系列的焊丝来说，增加了强碳化物形成元素Cr、Mo和Nb；相对于现有技术中的D132和D172焊条来说，大大降低了碳含量，并增加了强碳化物形成元素Nb；同时，本专利技术中的耐磨堆焊合金材料通过合理的控制各个元素的质量分数，使得形成的耐磨工作层的硬度较高，耐磨性好，其室温硬度可以达到40.2HRC，在保证硬度和耐磨性的同时不会磨损刮板链，且耐磨工作层的硬度较为均匀，硬度差小于2.0HRC；耐磨堆焊合金材料中同时包含元素Si和Mn，并合理设置该两种元素的含量，使得堆焊过程中，元素Si和元素Mn会联合脱氧，使生成的SiO2和MnO复合成硅酸盐(MnO·SiO2)，MnO·SiO2的熔点低(约1270℃)且密度小(约3.6g/cm3)，在熔池中能凝聚成大块熔渣而浮出，使得耐磨工作层的夹杂物较少，且夹杂物的尺寸细小，分布均匀，延长了使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是磨损的中板的结构示意图；图2是磨损的中板的主视图；图3是本专利技术提供的堆焊了耐磨工作层的中板的结构示意图；图4是本专利技术提供的对堆焊了耐磨工作层的中板进行精加工后的结构示意图。其中，1中板，11磨损凹陷槽；2耐磨工作层；h耐磨工作层的最大厚度。具体实施方式实施例1为了解决现有技术中存在的使用D132焊条和ER50系列焊丝在中板1的磨损凹陷槽11内形成的堆焊层的硬度较低，耐磨性较差，以及使用D172焊条形成的堆焊层的硬度太高会将刮板链磨损的问题，本专利技术实施例提供了一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法，该方法包括：步骤1、对磨损的刮板运输机中部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、对磨损的刮板运输机中部槽中板进行刨削加工，去除所述中板上表面的刮痕和孔洞，得到表面光洁的中板；步骤2、使用耐磨堆焊合金材料在表面光洁的中板的磨损凹陷槽内堆焊耐磨工作层，耐磨工作层的最大厚度控制在10～20mm，堆焊过程中，将中板的温度控制在100～180℃；所述耐磨堆焊合金材料包含的元素及质量分数为：C：0.10～0.14％、Mn：1.35～1.80％、Si：0.55～0.62％、Cr：2.50～3.20％、Mo：0.50～0.95％、Nb：0.30～0.50％、S：<0.015％、P：≤0.015％、余量为Fe；步骤3、将堆焊了耐磨工作层的中板放入加热炉中加热至200℃，并保温5～10h后取出，空冷至室温；步骤4、对空冷至室温的中板进行精加工至所需尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、对磨损的刮板运输机中部槽中板进行刨削加工，去除所述中板上表面的刮痕和孔洞，得到表面光洁的中板；步骤2、使用耐磨堆焊合金材料在表面光洁的中板的磨损凹陷槽内堆焊耐磨工作层，耐磨工作层的最大厚度控制在10～20mm，堆焊过程中，将中板的温度控制在100～180℃；所述耐磨堆焊合金材料包含的元素及质量分数为：C：0.10～0.14％、Mn：1.35～1.80％、Si：0.55～0.62％、Cr：2.50～3.20％、Mo：0.50～0.95％、Nb：0.30～0.50％、S：<0.015％、P：≤0.015％、余量为Fe；步骤3、将堆焊了耐磨工作层的中板放入加热炉中加热至200℃，并保温5～10h后取出，空冷至室温；步骤4、对空冷至室温的中板进行精加工至所需尺寸。2.根据权利要求1所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓汉忠，王雪峰，高志玉，邓文浩，戴凤威，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21