山东塔高矿业机械装备制造有限公司 271411
摘要：环形熔覆焊是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。本文通过不锈钢环形熔覆焊试验效果比较了普通电镀工艺的优点
关键词：普通电镀 环形熔覆焊 工艺性能 镀层厚度
表面熔覆 硬度测试 性能优越
据调研，现今普通电镀工艺不仅硬度低，电镀层易受到破坏，而且造成的环境污染问题日益严峻，导致很多电镀厂家无法对工件表面进行处理，不但延误工期，还增加很多不确定因素，影响整个生产进度，无法满足众多厂家的生产需求。我公司通过调研，引进了热丝环形熔覆焊接设备，此设备主要对液压支架油缸千斤顶活柱进行表面熔覆，提高活柱的表面耐腐蚀性和硬度。熔覆焊是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。使用环形熔覆焊，可以更好地控制镀层厚度，涂覆更薄的覆层和更好的表面光洁度。应用更近净形状涂层的能力减少了所需的精加工量，并减少了多余的包覆材料的施加量。相比热丝环形熔覆而言普通电镀工艺主要存在以下几种污染：
1、水污染含有几十种重金属离子以及酸、碱、氰化物等以及各种有机污染，要处理这些废水需要相当的后续工艺和成本，导致很多小的电镀厂直接排放，造成不可恢复的污染。
2、大气污染包含粉尘和多种无机污染废气，比如酸性废气、碱性废气。
3.各种污泥和少量油泥由于上述污染处理成本很大，相当多的电镀厂不具备污染处理能力，导致国家直接取缔 关闭，也引起上游厂家的工艺中断，影响生产和成本提高。
4.电镀对人体的危害电镀生产中要用大量的强碱，强酸。和有机化学药品，在作业中会散发大量有毒有害气体，极易发生中毒，灼伤，爆炸事故。另一方面电镀车间场地潮湿，从业人员素质不高，安全意识淡薄，容易触电！此外，还使用脱漆剂，脱除旧漆。这种液体里含有三氯乙烯会导致皮疹，昏厥，高烧，淋巴肿大，等多种并发症，最后皮肤溃烂，肝肾功能衰竭死亡。
5.电镀工艺的特点和代价特点：镀铬沉淀速度很慢、生产效率低，镀层厚度很薄，不适应单件、异性件 缺点：镀铬层薄，不环保，环境污大。
热丝环形熔覆焊接设备主要对液压支架油缸千斤顶活柱进行表面熔覆，提高活柱的表面耐腐蚀性和硬度。按照活柱的耐腐蚀性和硬度技术要求，我们选择了三种不锈钢焊丝进行焊接试验，在此对三种焊丝进行编号为：HS-1、HS-2、HS-3；以 下为设备焊接参数及实验结果：
HS-1焊丝的焊接参数：
焊接电流：230A ， 电弧电压：16V
送丝速度：2500mm/min， 主轴速度：250mm/min， 工件焊接前直径：φ103.3mm， 工件焊接后直径：φ106.2mm，工件长度：800 mm， 熔覆后的长度：800mm， 焊接时间：2.4小时；
加工完成后通过盐水试验对耐腐蚀进行检测和硬度测试，有麻点，硬度HB130-160；
HS-2焊丝的焊接参数：
焊接电流：230A ， 电弧电压：16V
送丝速度：2500mm/min， 主轴速度：250mm/min， 工件焊接前直径：φ113.3mm，工件焊接后直径：φ116.7mm， 工件长度：800 mm 熔覆后的长度：830mm， 焊接时间：2.6小时
加工完成后通过盐水试验对耐腐蚀进行检测和硬度测试，没有腐蚀性麻点，硬度HB180-320；
HS-3焊丝的焊接参数：
焊接电流：230A ， 电弧电压：16V，
送丝速度：2500mm/min， 主轴速度：250mm/min，
工件焊接前直径：φ113.4mm，工件焊接后直径：φ116.5 mm，工件长度：800 mm， 熔覆后的长度：830mm，
焊接时间：2.6小时。
加工完成后通过盐水试验对耐腐蚀进行检测和硬度测试，没有腐蚀性麻点，硬度HB500-535；
试验完成后对三种焊丝的生产成本进行核算，并对比电镀成本价格。
通过以上试验数据分析，对比熔覆效果及成本价格，在与普通电镀成本持平的情况下，环形熔覆焊接具有一系列突出的特点：熔覆层组织细小、致密，覆层的硬度更高，耐蚀性、耐磨性更优； 覆层与基体为冶金结合；熔覆层稀释率低(仅5%~8%)，如果使用此设备，对油缸活柱表面熔覆能提高生产效率。
参考文献：
1、《激光热丝熔覆修复工艺设计与成形质量分析》 来源：《材料热处理学报》2016年第S1期作者：黄梓麟;王罡;魏绍鹏;李长虹;融亦鸣
2、《激光熔覆技术在液压支架上的应用研究》 来源：《煤矿机械》2010年10月 作者：解文正；李春强；杨志伟；于永波；冯绪
论文作者:陈俊伟,张彬,杨慧,曹丽,史修军
论文发表刊物:《科技新时代》2019年3期
论文发表时间:2019/5/7
标签：表面论文; 硬度论文; 工件论文; 环形论文; 覆层论文; 焊丝论文; 工艺论文; 《科技新时代》2019年3期论文;