CN104404432B - 一种脱水机螺旋轴的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱水机螺旋轴的制作方法，步骤包括：对于前部浓缩段使用陶瓷等离子喷涂；后部脱水段使用镍基合金粉末的等离子喷焊工艺进行表面处理；对喷涂表面进行喷砂工艺预处理后进行等离子喷涂工艺处理；对喷涂表面进行喷砂工艺和丙酮清洗预处理后进行等离子喷焊工艺处理。本发明制作出的螺旋轴脱水效果更佳，并能抵御高效脱水所带来的更恶劣的工作环境，替代了整体不锈钢的材质选用，提高了螺旋轴的使用寿命。

Description

一种脱水机螺旋轴的制作方法

技术领域

本发明涉及一种螺旋轴的制作方法，特别是一种脱水机螺旋轴的制作方法。

背景技术

污水处理是环保行业的重要一部分, 污泥脱水又是污水处理中的重要环节, 螺旋轴又是污泥脱水机的中心，而一般螺旋轴的结构为叶片间距从大到小逐渐缩小, 逐渐缩小积压空间，增加挤压效果，螺旋中心轴轴径不变。此种结构使被挤压得污泥始终为块状，使得污泥内部的部分不能得到充分的挤压，从而达不到更好的脱水效果。

为了进一步提高脱水效果，已有技术改进了螺旋轴结构。专利CN202558750U公开了一种新型适用于螺旋压榨污泥脱水机的螺旋轴，与原有的螺旋轴相比，由于是梯形状，所以能够实现双重挤压，且被挤压污泥由块状变为片状，使污水更易被挤出，增加了脱水的效果。然而，脱水效果的增加必然带来更恶劣的工作环境，因此，使用寿命远不及结构改进之前，这影响了该技术的进一步推广。而且，传统的不锈钢材质尽管防腐性能较好，但是，其抗冲击冲刷性能有限，且常温奥氏体钢无法进行有效的热处理增加构件的强度；如果整体更换成防腐性及抗冲击冲刷性能俱佳的材质，不仅成本提高2-3倍，而且没有不锈钢较好的韧性而容易整体开裂，并不能明显提高构件寿命。

如今，表面处理技术可以用以解决这个问题。对工件表面处理，可使工件获得较高的表面硬度与芯部的韧性。而且新发展的喷涂喷焊技术，使工件表面可以获得致密高性能的保护层。这些保护层的材质可以是高性能合金涂层（如镍基高温高强合金涂层）、陶瓷涂层（如最常用的氧化铝陶瓷涂层），通过合适的喷涂喷焊工艺，使得涂层与基体形成理想的界面结合后，即可使工件表面具有高硬度、抗冲击冲刷、耐高温、耐腐蚀特性，又可保留芯部材料的特性。而且，表面的喷涂喷焊工艺极大降低了高性能材料的使用量，节约了大量的材料成本，而且工件芯部由于致密涂层的保护，因而可以选用要求更低的材料，如对普通钢工件表面进行致密的陶瓷热喷涂后，即可获得表面优异的防腐性能和表面硬度，即达到甚至超过相同外形尺寸的整体不锈钢工件性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种在不同部分的工作表面分别采用喷涂和喷焊工艺，使得芯部基体材料无须使用高成本的不锈钢材质，而表面依然保持较好的耐蚀性能，并且表面耐冲刷冲击性能（特别是工作环境更恶劣的后部脱水段）明显提高，使得使用寿命相比原整体不锈钢材质的螺旋轴提高2-3倍，适用于更多场合的脱水机螺旋轴的制作方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种脱水机螺旋轴的制作方法，步骤包括：

1）对于前部浓缩段使用陶瓷等离子喷涂；后部脱水段使用镍基合金粉末的等离子喷焊工艺进行表面处理；

2）对喷涂表面进行喷砂工艺预处理，选用氧化铝含量在95%以上，α-Al2O3达70%以上的Al2O3粉末，为粒径45-75μm的近球形粉；设置电流500-600A，功率40-80KW，氮气流量30-40L/min，氢气流量6-8L/min，送粉量25-40g/min，喷距7-14cm进行等离子喷涂工艺处理；

3）对喷涂表面进行喷砂工艺和丙酮清洗预处理，选用混有高硬度硬质相的镍合金粉，为粒径25-48μm的近球形粉；设置送粉气量0.25-0.45m3/h，离子气量0.18-0.34 m3/h，送粉速度5-11g/min，喷距6-13mm，进给速度0.1-0.3cm/s，转弧电流60-110A进行等离子喷焊工艺处理。

采用上述技术方案后，本发明在不同部分的工作表面分别采用喷涂和喷焊工艺，使得芯部基体材料无须使用高成本的不锈钢材质，而表面依然保持较好的耐蚀性能，并且表面耐冲刷冲击性能（特别是工作环境更恶劣的后部脱水段）明显提高，使得该螺旋轴的使用寿命相比原整体不锈钢材质的螺旋轴提高2-3倍，使该压榨脱水技术适用于更多场合。

附图说明

图1为一种新型适用于螺旋压榨污泥脱水机的螺旋轴的结构示意图。

图2为实施例一中镍基合金粉末的化学成分。

图3为实施例一中等离子喷焊工艺参数。

图4为实施例一中氧化铝粉末化学成分。

图5为实施例一中等离子喷涂工艺参数。

图中：1. 螺旋轴 2. 螺旋叶片 3. 前部浓缩段 4. 后部脱水段。

具体实施方式

下面根据说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。

如图1所示，一种新型适用于螺旋压榨污泥脱水机的螺旋轴，它为一梯形螺旋轴1，其特征在于；所述梯形螺旋轴1上设有螺旋叶片2，且分为前部浓缩段3与后部脱水段4。并且轴的基体材质选用中碳钢，并在工作面上不同部位进行了不同的表面处理工艺。所述前部浓缩段3的螺旋叶片2间距比后部脱水段4螺旋叶片2间距大。

步骤包括：对于前部浓缩段2，使用陶瓷（氧化铝、氧化锆、碳化钨、四方氮化硼、硼化钛等）的等离子喷涂；后部脱水段4，使用镍基合金粉末的等离子喷焊工艺进行表面处理。各表面处理层必须致密无宏观缺陷。选用氧化铝含量在95%以上，α-Al2O3达70%以上的Al2O3粉末，为粒径45-75μm的近球形粉；电流500-600A，功率40-80KW，氮气流量30-40L/min，氢气流量6-8L/min，送粉量25-40g/min，喷距7-14cm。在喷焊工艺前，需要对喷涂表面进行喷砂工艺预处理。选用混有高硬度硬质相（如碳化钨）的镍合金粉，为粒径25-48μm的近球形粉；送粉气量0.25-0.45m3/h，离子气量0.18-0.34 m3/h，送粉速度5-11g/min，喷距6-13mm，进给速度0.1-0.3cm/s，转弧电流60-110A。在喷焊工艺前，需要对喷涂表面进行喷砂工艺和丙酮清洗预处理。

实施例一

先使用45号钢加工出外形尺寸略小于规定尺寸的基体轴（比规定外形尺寸小10μm），然后先进行后部脱水段4的等离子喷焊工艺，其选用的镍基合金粉末如图2所示，粒径35-48μm，而喷焊原料粉末为75%该镍基合金粉末与25%WC粉末（粒径35-48μm）混合而成。喷焊的工艺参数如图3所示。在喷焊前已经进行了脱水段工作表面的喷砂与丙酮清洗预处理。

带工件冷却后，进行前部浓缩段3的等离子喷涂工艺，选用的氧化铝粉末成分如图4所示，粒径在45-75μm。喷焊的工艺参数如图5所示，在喷涂前已经进行了浓缩段工作表面喷砂预处理。

喷涂喷焊工艺完成后，进行磨削加工到规定尺寸和表面要求，即可供货。把该螺旋轴替换螺旋压榨污泥脱水机中原螺旋轴并进行破环运转测试后得出该螺旋轴的使用寿命相比原来的提高2.3倍。

Claims (1)

1.一种脱水机螺旋轴的制作方法，其特征在于步骤包括：

1）对于前部浓缩段使用陶瓷等离子喷涂；后部脱水段使用镍基合金粉末的等离子喷焊工艺进行表面处理；

2）对喷涂表面进行喷砂工艺预处理，选用氧化铝含量在95%以上，α-Al2O3达70%以上的Al2O3粉末，为粒径45-75μm的近球形粉；设置电流500-600A，功率40-80KW，氮气流量30-40L/min，氢气流量6-8L/min，送粉量25-40g/min，喷距7-14cm进行等离子喷涂工艺处理；

3）对喷涂表面进行喷砂工艺和丙酮清洗预处理，选用混有高硬度硬质相的镍合金粉，为粒径25-48μm的近球形粉；设置送粉气量0.25-0.45m3/h，离子气量0.18-0.34 m3/h，送粉速度5-11g/min，喷距6-13mm，进给速度0.1-0.3cm/s，转弧电流60-110A进行等离子喷焊工艺处理。