煤礦機械再製造和防腐中熱噴塗技術應用

　　一、研究背景

煤礦生產環境條件複雜，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麵防腐，關係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，不到一年表麵就起泡，1.5年左右整體鏽蝕。二是對於減速機殼體、軸承座等鑄鐵件，在磨損後常規方法無法修複，隻能報廢。三是露天工程機械傳動、行動和操作部分中的薄壁零件，由於灰塵、沙土等侵入導致磨損嚴重。

　　熱噴塗修複和改造以“尺寸恢複、性能提升及耐腐蝕”為特色,具有噴塗材料廣泛、基體形狀與尺寸不受限製、塗層厚度容易控製、工藝操作簡單、基體受熱影響小、能賦予零件表麵特殊性能等特點,特別適合應用於煤礦機械的修複及防腐領域。

　　二、研究內容

　　1.基本原理

　　熱噴塗基本設備包括噴槍、熱源、噴塗材料、載氣控製器等。

　　熱噴塗技術是借助噴塗設備，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麵，達到錨固的目的，合金粉末在機體表麵形成一定強化塗層,對零件形成保護和加強的作用。

　　使用熱噴塗技術進行零件加工再製造需經過三個階段。

　　(1)熔化階段，在金屬粉末到達高溫區域時熱噴塗材料被加熱熔化，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)金屬離子與基體表麵形成衝擊並凝固，由於基體表麵相對粗糙容易使可以停留表麵並發生形變,最後冷凝收縮，形成零件表麵的金屬塗層。

　　使用熱噴塗技術進行零件修複強化時,粉未金屬與基體金屬的結合方式屬於機械結合，也就是金屬材料的熔滴和零件糙的基體表麵形成機械鍵相互齧合。

　　2.關鍵技術

　　對於減速機殼體、軸承座等鑄鐵件，在噴塗前要清理油汙。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。噴塗時應注意噴塗方向,保證塗層厚度的一致性。

　　3.工藝流程

　　(1)工件表麵預處理。為了使塗層和基體材料很好地結合以及滿足噴塗工藝的需求，基材表麵必須進行預處理,包活表麵預加工、淨化、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麵的水分,提高噴塗時塗層體界麵的溫度，減少基材與塗層材料的膨脹差異造成的殘餘應力，以避免由此導致的塗層開裂和改善塗層與基體結合強度。預熱溫度取決於工件的大小,形狀和材質以及基材和塗層材料的熱膨脹係數等因素,一般控製在60-120℃範圍。

　　(3)噴塗。噴塗的操作主要是選擇噴塗方法和噴塗參數。噴塗的方法有多種,采用何種噴塗方法進行噴塗主要取決於選用的噴塗材料、工件的工況及對塗層質量的要求。

　　④塗層後處理。有些塗層在噴塗後不能直接使用,而須進行各種後續處理。例如，對用於防腐蝕的塗層要進行封孔處理,以防止腐蝕介質滲入塗層的孔隙而腐蝕基體;對有些承受衝擊磨損或高應力載荷的塗層,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塗層的結合強度;又如，對有尺寸精度要求的塗層,要進行適當的機械加工等。

　　三、應用效果

　　1.相比普通的刷防鏽漆，采用熱噴塗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.對於磨損後的減速機殼體、軸承座等鑄鐵件，采用熱噴塗修複後，不僅恢複了尺寸，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，采用熱噴塗後，修複效果良好。

　　四、推廣應用前景

　　熱噴塗處理後的零部件，具有耐磨、耐腐蝕的特點，特別適合於高溫、高濕、粉塵等惡劣的礦山環境。將熱噴塗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。