煤矿机械磨损失效及表面改性技术的研究

为了解决煤矿设备磨损失效、使用寿命短的问题,对煤矿设备的失效形式及原因进行分析,采用等离子熔覆技术和激光熔覆技术对煤矿机械设备进行表面改性处理,并结合工业性试验应用效果,结果表明:先进的表面改性技术可以大幅改善煤矿机械设备的表面性能,解决煤矿机械设备的磨损失效问题,有效延长煤矿机械的使用寿命,具有明显的技术优势和竞争优势,是煤矿机械未来发展的必然趋势。     

激光熔覆技术在煤矿机械中的应用

煤矿机械生产条件恶劣,机械失效严重影响设备的使用寿命,甚至会引起安全事故。利用激光熔覆技术对损坏的零部件进行修复可以有效防止煤矿机械磨损失效,提高零部件表面耐磨性、抗腐蚀性、表面强度等性能,不仅可延长设备使用寿命,提高采煤机械生产效率,降低生产成本,同时还可减少有害化学品、有害气体对环境造成的危害,符合国家绿色可持续发展战略。     

铝青铜表面激光熔覆层的润滑摩擦性能

采用激光熔覆技术在QAl9-4铝青铜表面熔覆生成一层合金层,对激光熔覆后QAl9-4铝青铜试样和未经过激光熔覆处理的QAl9-4铝青铜在润滑条件下的摩擦性能进行对比分析.结果表明,激光熔覆后的试样摩擦因数和磨损体积都比未经过处理的试样低.激光熔覆层的高耐磨性主要取决于其存在强化相,在润滑条件下磨损失效形式主要为磨粒磨损,但随着摩擦速度的增加,材料表面逐渐产生粘着磨损.由于激光熔覆层基体强度高,以及强化相在润滑摩擦过程中形成高强度的骨架和光滑的支撑面,摩擦过程中形成的犁沟又具有存储润滑油的作用,因此激光熔覆层表现出很好的润滑摩擦磨损性能.     

等离子熔覆涂层与熔射成型技术及其应用

通过分析煤矿机械零部件表面磨损对煤炭生产过程及其生产成本造成的影响,介绍了等离子熔覆、负压等离子熔覆涂层与熔射成型技术,以及大功率高稳定性等离子熔覆专用数控设备的技术特点,分析了等离子熔覆涂层与熔射成型技术在刮板输送机中部槽生产加工中的应用及效果。该技术具有良好的推广应用前景,应用后可取得显著的经济效益和社会效益。     

截齿镍基钴包碳化钨激光熔覆涂层磨损性能研究

为解决掘进机截齿的磨损失效问题, 在截齿表面激光熔覆高耐磨的镍基(Ni)钴包碳化钨(WC-Co)涂层。以42CrMo钢为基体, Ni60B商用粉末为粘结相, 纳米WC-Co为增强相, 激光熔覆获得WC-Co陶瓷颗粒增强Ni基复合涂层。利用MM200环块磨损试验机, 测试熔覆涂层在干摩擦和水摩擦环境下的耐磨性能。采用显微硬度计测量涂层磨损前后的表面硬度, 电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等观察熔覆涂层磨损前后的显微组织结构和成分变化。结果表明, 激光熔覆涂层可以提高截齿的耐磨性能, 磨损后熔覆层中的细小析出相起到了弥散强化作用, 熔覆层的表面显微硬度提高了10%。相同磨损条件下, 干磨损涂层硬度高于水磨损涂层硬度。     

矿用截齿激光熔覆高耐磨颗粒增强铁基复合涂层的性能研究

针对矿用42CrMo截齿的磨损失效形式,采用专门研制的抗磨损合金粉末THPR-50,通过工艺优化激光熔覆制备截齿耐磨涂层,并对其显微组织、合金元素分布、显微硬度、耐蚀和磨损特性进行了研究。结果表明,熔覆层无裂纹及气孔等其它缺陷,并与基体呈冶金结合;热处理后的THPR-50熔覆层耐磨性能优于原始熔覆层的1.8倍、基体的3倍。     

基于激光熔覆的矿用截齿再制造技术

针对矿用截齿过快磨损失效问题,该文提出利用激光熔覆技术对截齿进行表面修复,概述了激光熔覆技术的原理、方法及特点,归纳了半导体激光器在激光熔覆应用中不可替代的优势,分析了激光输出功率等重要参数对激光熔覆质量的影响,为开展截齿可靠性研究及其推广应用提供了丰富的理论依据。     

两种激光熔覆技术在液压支架立柱上的应用对比

激光熔覆技术是煤矿液压支架立柱表面处理时广泛运用的技术。文章通过对普通激光熔覆技术与高速激光熔覆技术进行试验,对两种激光熔覆技术熔覆后立柱表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及相应的晶相结构进行了对比,分析两种激光熔覆技术的优缺点后,最终确定出一种合适的激光熔覆工艺。     

矿用重载大齿轮再制造技术研究

基于循环经济的发展要求,以某型煤矿重载大齿轮为研究对象,分析了再制造技术特征及发展阶段,对再制造技术中激光熔覆再加工技术进行研究和分析,将激光熔覆再加工技术应用于实际煤矿重载大齿轮激光熔覆再加工修复成形中。研究结果表明:激光熔覆再制造技术具有能量集中、热输入快、热影响小、基体与熔覆层结合区组织致密结合力大、精度高等特性。煤矿重载大齿轮激光熔覆再加工修复成形件具有材料和能耗成本低、性能较优、环境污染小等特性,其符合循环经济发展要求。     

刮板输送机等离子熔覆再制造强化技术的应用

为了解决刮板输送机因磨损失效、使用寿命短的问题,对刮板输送机失效形式进行了分析,采用等离子熔覆技术对磨损的刮板输送机进行耐磨再制造强化处理,研究了刮板输送机等离子熔覆再制造在工业生产中的应用。结果表明,等离子熔覆再制造技术成功应用于工业生产,能显著提高刮板输送机的耐磨性能,可有效延长其使用寿命,具有重要的工业推广应用价值,社会效益显著。     

煤矿机械磨损失效研究

为了充分认识和高度重视我国煤矿机械的磨损失效问题，对煤矿机械的磨损失效形式和机理进行了现场研究和理论分析，对因磨损而造成的经济损失进行了统计计算.研究表明：煤矿机械的磨损失效形式主要是磨损和断裂；磨损机理主要是磨粒磨损和腐蚀磨损；全国煤矿系统因磨损而造成的经济损失每年大约在400亿元以上.此外，还对如何有效地减少煤矿机械磨损和延长其使用寿命提出了具体建议.     

单体液压支柱缸体激光熔覆Ni60A+20％WC性能

结合煤矿特殊环境特点,以煤矿单体液压支柱缸体用钢27SiMn为基体,激光熔覆Ni60A+20％WC合金粉末制备熔覆层。采用扫描电镜、硬度计、磨损实验机、盐雾试验机对熔覆层性能进行分析研究。结果表明：熔覆层与基体间为冶金结合,熔覆层耐磨性比基体材料有较大提高。熔覆层有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能。     

混粉工艺对激光熔覆WC／Ni60B涂层组织硬度的影响

激光熔覆技术通过高功率激光熔化涂层材料及基体表层，可在普通金属材料表面获得与基体皇冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料的耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化等性能，成为激光表面改性研究和发展的热点。为提高熔覆层的性能，通常考虑利用激光熔覆制备金属基复合陶瓷涂层。大多数学者重点研究了金属基体材料的选择对涂层熔覆性能的影响；激光工艺参数对涂层组织性能的影响；以及陶瓷颗粒的种类、形状、大小对涂层性能的影响。而由于金属基体合金粉末的密度与陶瓷颗粒的密度相差很大，无论是用激光送粉法还是用预制涂崖都很难制备出组织均匀的涂层。     

中部槽激光熔覆层磨损性能的研究

针对激光熔覆强化中板的耐磨性,进行了磨损试验。研究结果表明:激光熔覆层显著提高了基体的耐磨性,同时在磨损过程中载荷、速度等因素对熔覆层的摩擦磨损产生影响。     

综采中部槽耐磨修复技术的研究

通过对煤矿用刮板输送机及转载机槽体类的构成、材料、失效的原因进行分析,从工艺、修复质量、成本等方面对比了中部槽补焊修复、激光熔覆修复、等离子熔覆修复。结果表明:等离子熔覆耐磨修复中板技术存在诸多优点,该修复技术更适用于修复磨损3~5 mm以内链沟槽体中板。     

镍基合金表面激光熔覆钴基合金的显微组织与硬度

采用激光熔覆技术在镍基高温合金表面制备了钴基熔覆层,用SEM,EDS和显微硬度计对熔覆层进行了测试分析.结果表明,用钴基自熔合金粉末所制备的熔覆层表面平整无裂纹、完整性好,熔覆层与基体之间形成良好的冶金结合,熔覆层的显微硬度约为基体硬度的3倍.     

激光熔覆中裂纹控制的试验研究

激光熔覆技术是我国上世纪80年代开始的一项表面强化新技术，经过材料工作者20多年的研究，取得了很大的进展。但是，由于在激光熔覆中常常出现裂纹，因此使得这项技术在我国仍处于试验阶段。重型机械85钢凸轮轴常因磨损严重而失效，需频繁更换，经济损失很大。因此，行之有效的方法之一是采用激光熔覆对凸轮轴进行表面修复，使凸轮轴恢复正常服役。但在激光熔覆凸轮轴时，由于其厚度大，涂层常常出现裂纹。     

激光熔覆技术在煤矿设备再制造中的应用

激光熔覆能很好地解决煤矿设备在井下现场使用中存在的问题,提高设备的可靠性和使用寿命,也可用于煤矿设备的修复和再制造,具有较大的技术经济推广价值。主要就激光熔覆技术在煤矿设备再制造中的应用进行了论述。     

液压支架立柱表面修复技术的研究

为了提高液压支架立柱的耐磨蚀性能,分别采用激光熔覆技术和等离子熔覆技术对立柱表面进行修复强化处理。结合立柱失效形式,对比分析了2种熔覆工艺以及熔覆层的硬度、耐磨性能和耐蚀性能等性能。结果表明:2种熔覆技术均能显著提高立柱表面综合性能,有效延长了立柱使用寿命,创造了良好的经济效益和社会效益。     

基于ABAQUS的激光熔覆温度场的数值仿真分析

利用有限元软件ABAQUS对激光熔覆成形的过程进行了数值仿真模拟,建立了激光熔覆成形温度场的传热数值仿真模型,并对仿真结果进行了分析。进行试验验证,预测结果与试验测量结果能较好的吻合,最大误差不超过8%,这表明所建温度场数值仿真模型合理。因此可用该数值仿真模型分析激光熔覆工艺参数对温度场的影响,以及模拟计算熔覆层的高度和重熔深度,从而为激光熔覆成形的应用提供了理论和技术支持。