煤礦機械再制造和防腐中熱噴涂技術應用

　　一、研究背景

　　煤礦生產環境條件復雜，生產設備防腐蝕能力至關重要，尤其是在井下生產中更為明顯。一是高溫、高濕環境下煤礦礦設備表面防腐，關系到設備的使用壽命和生產的正常進行;常規的采用刷漆防腐，不到一年表面就起泡，1.5年左右整體銹蝕。二是對于減速機殼體、軸承座等鑄鐵件，在磨損后常規方法無法修復，只能報廢。三是露天工程機械傳動、行動和操作部分中的薄壁零件，由于灰塵、沙土等侵入導致磨損嚴重。

　　熱噴涂修復和改造以“尺寸恢復、性能提升及耐腐蝕”為特色,具有噴涂材料廣泛、基體形狀與尺寸不受限制、涂層厚度容易控制、工藝操作簡單、基體受熱影響小、能賦予零件表面特殊性能等特點,特別適合應用于煤礦機械的修復及防腐領域。

　　二、研究內容

　　1.基本原理

　　熱噴涂基本設備包括噴槍、熱源、噴涂材料、載氣控制器等。

　　熱噴涂技術是借助噴涂設備，在一定氣壓下，將被加熱的合金粉末以一定的速度覆蓋在基體表面，達到錨固的目的，合金粉末在機體表面形成一定強化涂層,對零件形成保護和加強的作用。

　　使用熱噴涂技術進行零件加工再制造需經過三個階段。

　　(1)熔化階段，在金屬粉末到達高溫區域時熱噴涂材料被加熱熔化，形成金屬熔滴。

　　(2)熔滴霧化，絲材端部形成的熔滴在氣流或者熱源的作用下霧化成細微熔滴向前噴射。

　　(3)金屬離子與基體表面形成沖擊并凝固，由于基體表面相對粗糙容易使可以停留表面并發生形變,最后冷凝收縮，形成零件表面的金屬涂層。

　　使用熱噴涂技術進行零件修復強化時,粉未金屬與基體金屬的結合方式屬于機械結合，也就是金屬材料的熔滴和零件糙的基體表面形成機械鍵相互嚙合。

　　2.關鍵技術

　　對于減速機殼體、軸承座等鑄鐵件，在噴涂前要清理油污。鑄鐵密度小、孔隙大,潤滑油等在長期工作中已較深地滲入到微孔中，可用多次火焰燒蝕的辦法解決。噴涂時應注意噴涂方向,保證涂層厚度的一致性。

　　3.工藝流程

　　(1)工件表面預處理。為了使涂層和基體材料很好地結合以及滿足噴涂工藝的需求，基材表面必須進行預處理,包活表面預加工、凈化、粗糙化和黏結底層等幾個步驟。

　　(2)預熱。預熱的目的是為了消除工件表面的水分,提高噴涂時涂層體界面的溫度，減少基材與涂層材料的膨脹差異造成的殘余應力，以避免由此導致的涂層開裂和改善涂層與基體結合強度。預熱溫度取決于工件的大小,形狀和材質以及基材和涂層材料的熱膨脹系數等因素,一般控制在60-120℃范圍。

　　(3)噴涂。噴涂的操作主要是選擇噴涂方法和噴涂參數。噴涂的方法有多種,采用何種噴涂方法進行噴涂主要取決于選用的噴涂材料、工件的工況及對涂層質量的要求。

　　④涂層后處理。有些涂層在噴涂后不能直接使用,而須進行各種后續處理。例如，對用于防腐蝕的涂層要進行封孔處理,以防止腐蝕介質滲入涂層的孔隙而腐蝕基體;對有些承受沖擊磨損或高應力載荷的涂層,要進行縱容處理,使其與基體的結合從以機械結合為主轉變為普遍的治金結合已提高涂層的結合強度;又如，對有尺寸精度要求的涂層,要進行適當的機械加工等。

　　三、應用效果

　　1.相比普通的刷防銹漆，采用熱噴涂對井下設備進行防腐處理，其防腐能力可提高20倍，設備使用壽命可達到30年。

　　2.對于磨損后的減速機殼體、軸承座等鑄鐵件，采用熱噴涂修復后，不僅恢復了尺寸，耐磨性也較新件提高2倍以上。

　　3.露天工程機械傳動、行動和操作部分中的薄壁零件，采用熱噴涂后，修復效果良好。

　　四、推廣應用前景

　　熱噴涂處理后的零部件，具有耐磨、耐腐蝕的特點，特別適合于高溫、高濕、粉塵等惡劣的礦山環境。將熱噴涂技術運用在煤礦機電設備維護和保養中，是一種簡單易行的有效方法，可以顯著提高設備使用壽命，降低生產成本。該技術在煤炭行業中應用前景廣闊，可取得顯著經濟效益。