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碳化鈮輥壓機工作層堆焊焊絲特點及應用
來源: | 作者:天津舜榮焊材 | 發布時間: 2024-10-18 | 464 次瀏覽 | 分享到:
本文介紹了一種用于輥壓機耐磨花紋堆焊的新型焊絲,采用碳化鈮(NbC)代替高碳鉻,以提高堆焊層的硬度和耐磨性。通過硬度試驗、金相分析和磨損試驗,驗證了NbC焊絲的優越性能。實際應用表明,使用NbC焊絲的輥壓機耐磨花紋壽命顯著提高,滿足了輥壓機表面的使用要求。

                                                                                    碳化鈮輥壓機工作層堆焊焊絲特點及應用

摘要研發了一種用于擠壓輥耐磨花紋堆焊焊絲,介紹分析了堆焊層的組織、硬度、化學成分、抗裂性能及其實際使用情況。

關鍵詞:輥壓機、耐磨堆焊、碳化鈮

輥壓機工作原來:就是加入的物料通過兩個反向旋轉的磨輥間隙時,在高壓作用下,被粉碎。當此應力超過材料疲勞強度時,在表層形成裂紋,裂紋擴展、連接、剝落,產生疲勞磨損,最終導致擠壓輥不能正常工作。

根據擠壓輥的磨損形式及特點,吸取國內外廠家的現場使用經驗,我公司嘗試采用碳化鈮代替高碳鉻,開發新型輥壓機耐磨花紋工作層堆焊焊絲。

與普通高鉻鑄鐵型堆焊焊絲相比,選用碳化鈮作為硬質相的優勢:

首先,高鉻合金鑄鐵堆焊材料由于鉻和碳含量高,組織中的高硬度Cr7C3碳化物顯微硬度高,依靠高硬度的碳化物來抵抗磨損,但碳化鉻脆,對堆焊基體的割裂作用大,容易造成掉塊和大面積剝落。

其次,與碳化鉻相比,碳化鈮焊縫韌性更好,能達到即耐磨又抗高應力沖擊的目的。

試驗方法

2.1硬度試驗

采用HRC-150型洛氏硬度計測量試樣焊態硬度,試樣為經打磨、拋光的金相試樣。載荷為150KGHRC),加載時間為5 s,保荷時間為3 s,每個試樣連續測定5個點,取算術平均值。兩壓痕中心間的距離或任一壓痕中心距試樣邊緣的距離不小于3 mm。結果見表1

1 兩種焊絲宏觀硬度HRC

NbC輥壓機耐磨花紋焊絲

Cr7C3耐磨花紋焊絲

60-63

58-63

2.2金相分析

選用碳化鈮NbC)來代替碳化鉻。碳化鈮顯微硬度為2400Hv,比碳化鉻更耐磨。碳化鈮可細化堆焊層晶粒,提高堆焊層韌性和抗沖擊性。另外,碳化鈮比碳化鉻尺寸更小見圖1,這樣就能保證高抗磨性的同時,最大限度的降低了焊縫的開裂傾向。通過SEMXRD 可確定堆焊層組織為馬氏體和殘余奧氏體分布大量的NbC硬質相 1 堆焊層掃描電鏡SEM

電子圖像

2.3磨損試驗

堆焊層利用線切割方法制取尺寸為57mm×25mm×5mm的試樣作為磨料磨損試樣。磨粒磨損試驗采用MLS-225型濕式橡膠輪磨粒磨損試驗機,為典型的三體磨粒磨損:磨粒(石英砂)在橡膠輪和試件表面流動從而引起磨損。試驗參數如下:橡膠輪轉速為240 r/min、橡膠輪硬度60(邵爾硬度)、載荷為100N,磨料為0.212 mm0.425 mm的石英砂、預磨損1000轉,精磨4000轉。材料的耐磨性能用磨損的失重來衡量,在試驗前后,將試件放入盛有丙酮溶液的燒杯中,在超聲波清洗儀中清洗35 min,干燥后用精度為0.1 mg的塞多利斯BS224S型電子天平稱量。算出磨損前后試件的重量差,即為失重量。取3個試樣的平均值衡量涂層的耐磨性,結果見表2.

2 磨粒磨損試驗結果

試驗項目

 Cr7C3耐磨花紋焊絲

新型NbC焊絲

磨損量/g

0.1311

0.0874

相對耐磨性

1.0

1.5

由磨粒磨損試驗結果可以知道,由于NbC的加入,堆焊層耐磨性提高1.5倍。

3實際使用效果

我們選擇新型NbC輥壓機耐磨花紋堆焊焊絲,應用水泥廠的輥壓機進行了現場堆焊修復。

2 用于舊輥修復

用于舊輥修復

 輥壓機原本使用Cr7C3耐磨花紋焊絲采用菱形耐磨條紋,使用3個月后,耐磨花紋磨損消失,后使用NbC輥壓機耐磨花紋焊絲,采用一字型花紋修補,拍攝時已正常使用3個月,耐磨花紋仍清晰可見,使用壽命大大提高。

 3 用于新輥堆焊

將輥體清理干凈,修補恢復形狀后采用研制的堆焊焊絲對輥面進行堆焊,為減少工作量,降低操作強度,采用人字耐磨條紋,耐磨花紋實際使用平均壽命為4個月。

結論

1. NbC代替碳化鉻應用于輥壓機耐磨花紋堆焊,堆焊層硬度可達到6063HRC,耐磨性提高1.5倍,滿足輥壓機表面的使用要求。


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