CN104498864B - 一种煤截齿修复再制造方法 - Google Patents

Abstract

一种煤截齿修复再制造方法，其特征在于：对截齿磨损部位先通过真空钎涂镍基自熔合金恢复基本形状，再利用超音速等离子喷涂中间层、工作层，最后进行真空重熔。通过这种方法修复制造的截煤齿涂层与基体形成冶金结合，可以获得应力缓和、高结合强度的耐磨、耐蚀和抗冲击疲劳梯度涂层，从而达到提高截煤齿的工作寿命。

Description

一种煤截齿修复再制造方法

技术领域

本发明属于煤截齿修复再制造技术，涉及一种适合于煤截齿工况的表面复合梯度涂层及其制备方法。

背景技术

截齿安装于采煤机、掘进机、铣刨机等设备上，主要用于煤矿开采及巷道、隧道、地面开沟等工程的掘进。截齿大多呈锥形，包括齿头和齿体，齿体包含齿台体和齿炳两部分，齿头镶嵌于齿体的锥台体内，齿头材料为硬质合金，齿体材料为低合金钢，齿头与齿体一般采用铜合金钎焊而成。截齿在切割煤岩时承受高的周期性压应力、切应力和冲击负荷，煤的硬度虽不很高，但其中经常会遇到煤矸石等硬的矿料，切割煤岩过程中由于摩擦、冲击还会造成截齿温度升高，井下腐蚀介质的作用加剧了磨损的进程,在如此复杂工况条件下工作的截齿，齿头磨损大，尤其是齿头与齿体接壤处表面更易磨损，一旦破损，齿头脱落，煤截齿失效。

对失效的煤截齿进行修复再制造，不仅使煤截齿的外形得以恢复，而且整体性能提高，延长使用寿命，通过再制造使失效件“变废为宝”。现有的修复方法主要有热喷涂、堆焊、激光熔覆及真空熔覆等，这些方法各自具有特点。如热喷涂涂层呈层状结构，存在着一定量的氧化物夹杂、气孔、裂纹，结合力较差。堆焊法用于较厚的堆焊层,但受热不均匀，易产生组织应力及热应力，不同程度地存在氧化，烧损和裂纹等问题，并且从工艺上很难以控制。目前研究最多的是激光熔覆，在激光熔覆过程中，涂层因急剧加热并急剧冷却易产生的热应力易导致裂纹和涂层剥落。另外，从生产效率、成本分析对企业也是难以接受的。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤截齿修复再制造方法，克服现有的煤截齿修复方法结合力差、易产生裂纹和涂层剥落的缺点。

一种煤截齿修复再制造方法，其特征在于：对煤截齿磨损或破损件采用真空钎涂镍基自熔合金方法恢复基本形状，再采用超音速等离子喷涂-真空重熔的方法制备适合煤截齿服役工况的耐磨、耐蚀和抗疲劳的复合梯度涂层。

一种煤截齿修复再制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，对磨损或破损件进行预处理：采用喷砂的办法去除渣土等杂物；采用化学清除油污、锈蚀等；

第二步，涂敷过渡层：过渡层采用镍基自熔合金粉，在合金粉中加入粘结剂，搅拌均匀后形成料浆，将该料浆涂敷于齿头与齿台体接壤处、齿台体表面，将该具有料浆覆层的截齿置于烘箱中加热固化，出炉空冷后修型；

第三步，真空钎涂：对涂敷后的截齿放入真空炉中加热处理，使过渡层、齿头和齿体产生冶金结合，实现齿头与齿体固定连接；

第四步，打磨修型：对真空钎涂的过渡层打磨修型，恢复截齿的基本形状；

第五步，喷涂中间层和工作层：采用超音速等离子喷涂，或火焰喷涂，或电弧喷涂中间层和工作层；

第六步，真空重熔：对喷好中间层和工作层的截齿放入真空炉中进行重熔处理。

一种煤截齿修复再制造方法，其特征在于：在合金粉中加入的粘结剂，是聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯或松节油。

一种煤截齿修复再制造方法，其特征在于：所述的复合梯度涂层包括位于基体表面的过渡层，位于过渡表面的中间层，以及位于中间层表面的耐磨、耐蚀和抗疲劳的工作层，所述的中间层是硬度高于过渡层的镍基自熔合金，所述的工作层是在中间层所用的镍基自熔合金粉中加入硬质合金粉。

本发明与现有技术相比，将齿体磨损或破损的截齿采用真空钎涂修复了的基本外形，再采用超音速等离子喷涂-真空重熔制备了中间层和工作层，获得应力缓和、高结合强度的耐磨、耐蚀和抗冲击疲劳功能涂层，煤截齿表面硬度高，耐磨性高，减缓了截齿磨损率，从而使煤截齿寿命提高2～3倍。

附图说明

图1是本发明的煤截齿修复再制造方法工艺流程图；

图2为煤截齿结构示意图；

图中：1为齿头,2为齿体，2-1为齿台体，2-2为齿炳；

图3是本发明方法工艺制备涂层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例 1

对截齿锥台体磨损修复的具体实施步骤为：

（1）待修复件表面预处理：对截齿锥台体磨损件采用喷砂的办法去除渣土等杂物；采用化学清除油污、锈蚀等。

（2）磨损部位涂敷过渡层：过渡层采用Ni25镍基自熔合金粉，在合金粉中加入粘结剂如聚乙烯醇缩丁醛，粘结剂含量3%～10%，搅拌均匀后形成料浆，将该料浆涂敷于齿头1与锥台体接壤处、齿体2磨损部位，将该具有料浆覆层的截齿置于烘箱中加热固化，出炉空冷后修型，如图2所示。

（3）真空钎涂：对涂敷后的截齿放入真空炉中真空状态下加热处理，将过渡层中低熔点合金熔化，使过渡层、齿头和齿体产生冶金结合，实现齿头1与齿体2固定连接。

（4）打磨修型：对真空钎涂的过渡层打磨修型，恢复截齿的基本形状。

（5）喷涂中间层：在熔覆后的过渡层上面采用超音速等离子喷涂中间层，中间层厚度0.1～0.2mm, 所述的中间层是Ni60镍基自熔合金。

（6）喷涂工作层：在喷涂中间层上面采用超音速等离子喷涂工作层，工作层厚度0.3～0.8mm,所述的工作层是Ni60+WC-Cr3C2-Ni。

（7）真空重熔：对喷好中间层和工作层的截齿放入真空炉中进行重熔处理。

实施例 2

对截齿锥台体破损修复的具体实施步骤为：

（1）如齿体变形，先矫正形状。

（2）待修复件预处理：对截齿锥台体破损件采用喷砂或机械的办法去除渣土等杂物；采用化学清除油污、锈蚀等。

（3）涂敷过渡层：过渡层采用Ni25镍基自熔合金粉，在合金粉中加入粘结剂如聚乙烯醇缩丁醛，或聚甲基丙烯酸甲酯或松节油等，粘结剂含量3%～10%，搅拌均匀后形成料浆，将该料浆涂敷于齿头与锥台体接壤处、齿体磨损和破损部位，缝隙处填充饱满，将该具有料浆覆层的截齿置于烘箱中加热固化，出炉空冷后修型，如图2所示。其余同实施例1。

实施例 3

对齿头脱离齿体且锥台体破损严重的截齿修复的具体实施步骤为：

（1）加工齿体：重新加工齿体2，齿台体2-1部位的外形尺寸预留涂层厚度，,齿炳2-2加工到标准尺寸。

（2）待修复件预处理：清除齿头1和新加工的齿体2表面油污，采用喷砂或机械的办法去除锈蚀杂物，并活化表面。

（3）钎焊：用镍基自熔合金将齿头与齿体钎焊。

其余修复的步骤同实施例1。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (2)

1.一种煤截齿修复再制造方法，其特征在于：对煤截齿磨损或破损件采用真空钎涂镍基自熔合金方法恢复基本形状，再采用超音速等离子喷涂-真空重熔的方法制备适合煤截齿服役工况的耐磨、耐蚀和抗疲劳的复合梯度涂层。

2.按权利要求1所述的煤截齿修复再制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，对磨损或破损件进行预处理：采用喷砂的办法去除渣土等杂物；采用化学清除油污、锈蚀等；

第二步，涂敷过渡层：过渡层采用镍基自熔合金粉，在合金粉中加入粘结剂，搅拌均匀后形成料浆，将该料浆涂敷于齿头与齿台体接壤处、齿台体表面，将该具有料浆覆层的截齿置于烘箱中加热固化，出炉空冷后修型；

第三步，真空钎涂：对涂敷后的截齿放入真空炉中加热处理，使过渡层、齿头和齿体产生冶金结合，实现齿头与齿体固定连接；

第四步，打磨修型：对真空钎涂的过渡层打磨修型，恢复截齿的基本形状；

第五步，喷涂中间层和工作层：采用超音速等离子喷涂，或火焰喷涂，或电弧喷涂中间层和工作层；

第六步，真空重熔：对喷好中间层和工作层的截齿放入真空炉中进行重熔处理。