一、當前國內(nèi)刮板機（轉(zhuǎn)載機）在磨損方面的現(xiàn)狀及耐磨處理的意義
1.刮板機使用現(xiàn)狀
目前國內(nèi)所使用的輸送機中部槽在結(jié)構(gòu)上普遍采用整體鑄造鏟板槽幫、擋板槽幫與高強度耐磨合金中板及底板組焊而成,雖然強度與壽命有一定的提高，過煤量普遍超過百萬噸。但是在實際使用中,中部槽各部位的耐磨能力不一致,導致中部槽整體報廢時,個別主要部件仍有很大的利用價值,非?？上А９伟鍣C輸送中承受的煤中部的刮板槽是和物料鏈條的承載劇烈摩擦部分,運行刮板輸送機中使用量和消耗量最大的部件。中部槽的質(zhì)量占刮板輸送機總質(zhì)量的70%以上,刮板輸送機的失效,也多是由中部槽的過度磨損或斷裂引起的,所以,中部槽在很多煤礦企業(yè)中報廢的堆積如山。全國統(tǒng)配煤礦使用各種類型刮板輸送機二萬多臺，每年因磨損而報廢的中部槽30～40萬節(jié)，消托鋼材3.6～4.8萬噸，價值1.25～1.68億元，加上過量磨損引起的停機維修給生產(chǎn)造成損失，煤礦所用刮板輸送機為例， 由于中部槽磨損所造成的損失每年為1～2億元人民幣。如果再考慮到其他機械設(shè)備磨損造成的經(jīng)濟損失和鋼材的消耗那將是很驚人的。
2.耐磨處理意義
（1）中部槽的中板、底板、機頭機尾的中板、舌板為刮板輸送機運行過程中磨損速度最快的部分，磨損到一定程度后，便會因為強度不夠而報廢。對此，根據(jù)磨損部位及程度的不同，確定合適的熔覆參數(shù)，使用等離子熔覆耐磨強化技術(shù)進行耐磨處理，可使中板、底板的耐磨壽命延長2倍以上。
（2）中部槽的槽幫鋼兩端部位因為受到鏈條和刮板連接環(huán)的接觸磨擦，磨損較快。利用等離子熔覆強化設(shè)備，在槽幫鋼的兩端進行熔覆處理，可顯著延長它的使用壽命，使用壽命可延長2倍以上。
（3）合金熔覆層間的磨擦系數(shù)約為中板、底板和槽幫鋼的50%，運行阻力大大減小，使刮板輸送機（轉(zhuǎn)載機）的運行能耗明顯降低，為煤礦生產(chǎn)節(jié)約了寶貴的電能。同時基本消除了擠鏈、壓溜等現(xiàn)象的發(fā)生。
（4）在煤礦井下，空間狹小，設(shè)備繁多，搬運、安裝和維修工作非常困難。經(jīng)等離子熔覆強化技術(shù)耐磨處理后，壽命明顯延長，大大減少了搬運次數(shù)，同時減少了搬運過程中的安全隱患。
根據(jù)刮板運輸機使用要求規(guī)范，中板磨損達到30%以后，由于槽體強度不夠而造成槽體的報廢，刮板機每完成一個工作面后升井維修，通常對于磨損嚴重并不能保證下個工作面完成的中底板采用更換的方法或直接報廢。
等離子熔覆耐磨處理與修復方法不僅可以大幅度提高耐磨性能，而且可以修舊利廢，重復利用，并且采用數(shù)控熔覆設(shè)備可以處理底板與槽幫下沿等手工難以修復的部位。
二、等離子耐磨處理技術(shù)簡介
1.等離子熔覆耐磨處理技術(shù)
等離子熔覆技術(shù)的基本原理是：在柔性高溫等離子束流的作用下，將合金粉末與基本表面迅速加熱并一起熔化、混合、擴散、反應(yīng)、凝固，等離子束移動的同時自激冷卻，從而實現(xiàn)零部件表面的強化與硬化。和堆焊相比，等離子熔覆層的質(zhì)量、與基體結(jié)合力及經(jīng)濟性能都要高出一籌。與激光熔覆相比，生產(chǎn)成本低、功率轉(zhuǎn)換率高，生產(chǎn)交效率高，可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
可在銹蝕及油污的金屬零件表面不經(jīng)過噴砂等復雜的前處理工藝，直接進行等離子熔覆，工藝簡單；
等離子束能量密度高，基材表面與合金粉末同時熔化，保證了合金層與基材之間呈完全冶金結(jié)合，在沖擊載荷下不脫落；
采用先進的數(shù)字控制技術(shù)，可實現(xiàn)穩(wěn)定批量生產(chǎn)?？蓪崿F(xiàn)中板、底板及槽幫上沿同時處理，補缺了其它設(shè)備不能完成的工作。
2.等離子熔覆技術(shù)關(guān)鍵點
（1）形成環(huán)狀負壓等離子束，減少粉末材料在等離子射流中的速度差異，并減少粉末散失。
（2）等離子發(fā)生器噴嘴周圍增加均壓環(huán)槽，獲得柔性等離子束，減小沖刷力，防止合金氧化，穩(wěn)定弧柱。
（3）設(shè)計高放熱原位反應(yīng)體系，通過添加 B、Si、Re 等元素，降低熔體粘度，提高流動性。
3.等離子束表面冶金層的金相組織與性能
4.等離子束表面冶金設(shè)備的主要構(gòu)成
控制部分——控制各部件按照工藝參數(shù)穩(wěn)定運行；
主電源——供給高空載電壓的大功率陡降外特性直流電；
等離子炬——轉(zhuǎn)移弧同步送粉柔性弧長壽命等離子炬；
送粉系統(tǒng)——與起滅弧無滯后同步開關(guān)送停粉寬參數(shù)；
炬水冷系統(tǒng)——恒溫冷卻等離子炬及電纜，有水壓保護；
機械傳動系統(tǒng)——按照實際工件專門設(shè)計；
工裝——按照實際工件專門設(shè)計。
5.等離子精細熔覆技術(shù)耐磨處理的技術(shù)特點與優(yōu)勢
等離子熔覆技術(shù)是解決金屬表面耐磨、耐腐蝕、耐沖擊的最新技術(shù)方法。可以大幅度提高金屬耐磨性能，同時可以達到修舊利廢，降低成本。
我們公司對刮板輸送機的易磨損部位如中部槽的中板、底板和槽幫鋼、機頭機尾的中板、底板、側(cè)幫等進行等離子熔覆強化處理后，可顯著地提高刮板輸送機的整體耐磨性能，使整機各功能部件達到了最佳匹配，提高了溜槽的使用壽命。該技術(shù)修復再制造的中部槽，過煤量超過進口中部槽，成本僅為25-30%，性價比高，正逐步替代進口耐磨合金鋼中部槽。
（1）等離子熔覆層具有以下技術(shù)特征：
——熔覆層厚度在1.5～2mm之間；
——熔覆層顯微硬度可達到HRC55以上；
——熔覆層與中板的結(jié)合強度高于耐磨焊條堆焊；
——等離子合金層表面平整無明顯凸點的凹坑；
——熔覆合金層磨擦系數(shù)比中板、底板降低50%；
——熔覆合金層耐酸耐鹽水腐蝕性是16Mn中板、底板的10倍以上。
（2）利用等離子熔覆技術(shù)對刮板輸送機中部槽進行耐磨強化處理后，可達到綜合提高使用效能之目的。主要體現(xiàn)在以下四個方面：
（a）中部槽的中板、底板、機頭機尾的中板、舌板為刮板輸送機運行過程中磨損速度最快的部分，磨損到一定程度后，便會因為強度不夠而報廢。對此，根據(jù)磨損部位及程度的不同，確定合適的熔覆參數(shù)，使用等離子熔覆耐磨強化技術(shù)進行耐磨處理，可使中板的耐磨壽命延長2倍以上。
（b）中部槽的槽幫兩端部位因為受到鏈條和刮板連接環(huán)的接觸磨擦，磨損較快。利用等離子熔覆強化設(shè)備，在槽幫的兩端進行熔覆處理，可顯著延長它的使用壽命，使用壽命可延長2倍以上。
（c）合金熔覆層間的磨擦系數(shù)約為中板、底板和槽幫鋼的50%，運行阻力大大減小，使刮板輸送機的運行能耗明顯降低，為煤礦生產(chǎn)節(jié)約了寶貴的電能。同時基本消除了擠鏈、壓溜等現(xiàn)象的發(fā)生。
（d）在煤礦井下，空間狹小，設(shè)備繁多，搬運、安裝和維修工作非常困難。經(jīng)等離子熔覆強化技術(shù)耐磨處理后，壽命明顯延長，大大減少了搬運次數(shù)，同時減少了搬運過程中的安全隱患。
三、等離子精細熔覆技術(shù)與傳統(tǒng)耐磨工藝處理的技術(shù)比較
1.技術(shù)比較
2.等離子精細熔覆技術(shù)在本領(lǐng)域的競爭力表述
我們公司研究的等離子精細熔覆技術(shù)耐磨熔覆層以(Fe, Cr)7C3為主強化相，硬度達HRC55以上，采用美國ASTM-G65標準進行磨損試驗，熔覆層磨損失重僅為0.056g，同等試驗條件下球墨鑄鐵和瑞典Hardox450耐磨鋼的磨損量分別為3.1g和0.8g，耐磨性能分別提高54倍和13倍。該技術(shù)還可以根據(jù)需要加入CrC或WC強化相，以滿足不同的工況需求。采用該工藝制備的高溫耐磨層在700℃工況條件下的使用壽命為不銹鋼件的5-15倍，制備的耐腐蝕熔覆層性能優(yōu)于鍍鉻層，按照ASTM-G48標準進行的點蝕試驗表明熔覆層的耐蝕性能為304不銹鋼的1.2～2倍。該技術(shù)與激光熔覆工藝相比具有單次熔覆層厚、冶金過程充分、無夾渣、可熔覆工件內(nèi)孔等優(yōu)勢；與電鍍硬鉻相比具有無Cr6+污染、熔覆層厚、高溫耐磨性能優(yōu)越、與基體呈冶金結(jié)合、可根據(jù)需要靈活添加合金元素等優(yōu)勢，與等離子噴涂比具有熔覆層厚、結(jié)構(gòu)致密、無氣孔、夾雜和裂紋、與基體結(jié)合牢固等優(yōu)點，該技術(shù)徹底摒棄了傳統(tǒng)工藝中的工藝簡陋、高耗能、重污染等所有弊端，可取代以上工藝而應(yīng)用在大型柴油發(fā)動機缸套、油缸、液壓支架立柱等惡劣工況條件下的工件的強化，實現(xiàn)工藝連續(xù)化生產(chǎn)，消除二次污染，利用該技術(shù)在煤礦行業(yè)修復的液壓支架活塞桿項目，表面具有極高的耐磨耐蝕性能，是原來的10～20倍，硬度達到HRC40～60，大大延長了其使用壽命，該科技成果整體技術(shù)性能達到國際先進水平。
四、經(jīng)濟性分析
1.等離子熔覆技術(shù)創(chuàng)新在循環(huán)經(jīng)濟中的作用
該技術(shù)在柔性高溫等離子束流作用下，將合金粉末與基體表面迅速加熱并一起融化，混合、擴散、反應(yīng)、凝固，等離子束離開后自激冷確，在基體表面形成一個耐磨合金層，從而實現(xiàn)表面的強化和硬化。通過對國內(nèi)部分大公司的刮板運輸機中的中部槽和轉(zhuǎn)載機的技術(shù)修復，延長了其設(shè)備部件的使用壽命，減低零部件的使用量，符合循環(huán)經(jīng)濟中的“減量化”原則；使其獲得新的使用性能，符合“再利用” 的原則；同時采用表面強化和修復技術(shù)，可以節(jié)約資源、減少排放對環(huán)境的污染， 符合“資源化”的原則。由此可以看出，等離子熔覆技術(shù)是金屬零部件在制造過程中“降低消耗、降低排放、提高效率”的重要手段，在循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展中有不可替代的位置。該技術(shù)通過進一步分析、研究、設(shè)計強化涂層，可最大限度的提高工礦機械、零部件的使用壽命，充分有效、合理的利用資源，將在汽車、電力、冶金、石油和機械等工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟領(lǐng)域中發(fā)揮節(jié)約資源、節(jié)能減排的重要作用。據(jù)國家權(quán)威部門統(tǒng)計，我國每年報廢的中部槽多達50～60萬節(jié)，若能全面推廣使用等離子熔覆工藝技術(shù)，可節(jié)省鋼材 610～712萬t，實現(xiàn)價值2140～2188億元。如今許多煤礦機械的生產(chǎn)廠家, 為了提高煤礦生產(chǎn)的可靠性, 將刮板輸送機中部槽的中板采用進口鋼板, 將厚度由25～30mm 提高到40～50mm，估計成本將增加1～2倍，一部普通刮板輸送機在運載60～80萬t煤之后就報廢了，稍大型刮板輸送機的中板采用厚度為50mm的進口鋼材,而該機的過煤量也只是在300萬t左右。按年全國煤炭產(chǎn)量20億t及采煤機械化平均水平45%統(tǒng)計,保守估計，采用等離子熔覆耐磨處理技術(shù)每年可為全國刮板輸送機減少磨損節(jié)省資金10～12億元。
“循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展”是國家經(jīng)濟發(fā)展的方針和國策，以等離子熔覆技術(shù)為代表的表面強化與修復技術(shù)，有著廣闊的市場和發(fā)展前景。循環(huán)經(jīng)濟作為減輕對自然資源的壓力和增強對生態(tài)環(huán)境保護的經(jīng)濟發(fā)展模式，是人類社會實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，等離子熔覆技術(shù)及耐磨產(chǎn)品的問世正是填補了物質(zhì)流動方向“資源---產(chǎn)品—再生資源”的閉環(huán)流動型，以“減量化、再利用、再循環(huán)”的反饋式流程，實現(xiàn)“高利用、低排放”，從根本上消除了長期以來經(jīng)濟增長與環(huán)境資源之間的矛盾，既能減輕企業(yè)發(fā)展的成本壓力，實現(xiàn)加快經(jīng)濟發(fā)展的目標，又能加快企業(yè)的流動性發(fā)展，還能最大限度的保護和利用好自然資源和環(huán)境，是工業(yè)化、城市化與生態(tài)化有機結(jié)合的根本途徑，是實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境“雙贏”的最佳模式。當前，進行科學的規(guī)劃和布局，盡快提高我國表面強化工程的綜合能力，將在國家經(jīng)濟新常態(tài)的經(jīng)濟增長模式中發(fā)揮其更大的作用。
2.具體數(shù)據(jù)及分析
以某煤礦企業(yè)刮板運輸機中部槽和轉(zhuǎn)載機上的應(yīng)用為例，耐磨技術(shù)采用nm-w-8金屬合金粉末，使用自動化機械手臂操作，使用專用等離子設(shè)備，根據(jù)實際溜槽磨損程度采用菱形焊接紋路，耐磨處理后大大提高了磨損嚴重中部槽的耐磨性，延長了使用壽命，成本大幅下降，處理后的熔覆層硬度達到HRC55以上，耐磨合金層表面與刮板鏈條摩擦形成光滑表面，摩擦系數(shù)減少，減輕了輸送煤炭時的運行阻力，降低了10%～30%的運行阻力，該煤礦企業(yè)刮板輸送機及轉(zhuǎn)載機購買總價款為3000萬元，刮板輸送機使用壽命一般為3年，采用該技術(shù)后，使用壽命延長了4～5年，增加了1.5倍左右，為企業(yè)節(jié)省了1500萬元費用，同時節(jié)省安裝搬家1500工時，節(jié)省電費近20萬元。等離子熔覆以高效率、低成本、熔覆層質(zhì)量優(yōu)異等綜合優(yōu)勢得到合作各方好評。
五、等離子熔覆技術(shù)施工方案
檢驗標準：MT183-1988《刮板輸送機中部槽》和《煤礦機電設(shè)備檢修技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。
具體耐磨處理步驟按排如下：
1.進場前需甲方提供相應(yīng)的施工場地；免費提供水、電、住宿、行車、叉車、等運輸設(shè)備；
2.具備施工條件后供方安裝調(diào)試機器，并檢查統(tǒng)計需要修復的中部槽表面磨損情況；
3.清點現(xiàn)場，逐一整理分類所需耐磨處理中部槽，對需要修復的中部槽進行表面附著物清理；
4.對于中部槽中板中部鏈溝部分，先采用普通堆焊填平后再熔覆耐磨層；
5.溜槽槽幫、接口處做一道耐磨層； 前溜溜槽僅底板做耐磨處理；后溜溜槽中、底板及鏈溝做耐磨處理；
6.對于中板熔覆圖形采用菱形網(wǎng)格加強型熔覆層布置，熔覆層寬度8-10mm，熔覆層厚度為比母板高出1.5～2mm；詳見圖1，圖2；
7.中板兩側(cè)自動化設(shè)備達不到的死角，由手持設(shè)備做填補；中間鏈道部分做重點強化處理；
（8）槽幫鋼兩端頭（接口處）采用手持設(shè)備熔覆150-200 mm。
根據(jù)具體情況選擇合適的工藝參數(shù)：
粉末硬度：HRC55 以上；
熔覆曲線形式：菱形；
熔覆電流：200-450；
等離子弧高度：15-55mm；
熔覆速度：0.3-1.2m/min；
送粉量：4-10（送粉器數(shù)字表顯示值）；
大離子氣：5-15；
小離子氣：4-15；
送粉氣：4-18；
冷卻水設(shè)定溫度：15-25。
六、等離子精細熔覆技術(shù)處理效果展示
轉(zhuǎn)化果平臺咨詢電話：4001817969
