電火花表面強(qiáng)化技術(shù)
電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是一種具有優(yōu)勢(shì)的材料表面技術(shù),其在機(jī)械零部件表面改性和表面修復(fù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,對(duì)各種裝備零部件表面性能要求越來越高。在高溫、高速、高壓、重載和腐蝕介質(zhì)等條件下,零部件材料的破壞往往自表面開始,即磨損、腐蝕、高溫氧化等,表面的局部破壞經(jīng)常是整個(gè)零部件失效,終導(dǎo)致整個(gè)裝備癱瘓。
電火花強(qiáng)化是一種低應(yīng)力、低變形的表面強(qiáng)化工藝。采用電火花沉積技術(shù)對(duì)工件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理可延長(zhǎng)工件的使用壽命,減少資源消耗,具有很高的節(jié)能環(huán)保意義。電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是直接利用電能的高能量密度對(duì)金屬表面進(jìn)行強(qiáng)化的工藝,它是通過電火花放電的作用,把作為電的導(dǎo)電材料熔滲進(jìn)金屬工件的表層,從而形成合金化的表面強(qiáng)化層,使工件表面的物理,化學(xué)性能和力學(xué)性能得到改善。例如:采用WC、TiC等硬質(zhì)合金電材料強(qiáng)化高速鋼和合金工具鋼材料的工件,強(qiáng)化表面能形成顯微硬度1500HM以上的耐磨,耐蝕和其有紅硬性的強(qiáng)化層,使工件的使用壽命明顯提高,電火花強(qiáng)化層與基體的結(jié)合非常牢固,不會(huì)發(fā)生剝落。因?yàn)閺?qiáng)化層是電和工件材料在放電時(shí)的瞬時(shí)高溫高壓條件下重新合金化而形成的新合金層,而不是電材料簡(jiǎn)單的涂覆和堆積,而且合金層與基體金屬之間具有氮元素等的擴(kuò)散層,該工藝已廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源、軍事、核工業(yè)、汽車、電力、醫(yī)療、冶金、礦山以及精密機(jī)械零部件的表面強(qiáng)化。使工件具有高硬度、高耐磨性、高疲勞強(qiáng)度、高耐磨蝕性和抗氧化、耐高溫、耐燒蝕等特殊性能。
通過量的強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)從強(qiáng)化的設(shè)備和工藝得出以下幾點(diǎn)規(guī)律:
1. 強(qiáng)化層的厚度與點(diǎn)擊的物理特性有很的關(guān)系。熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性好的材料涂層增厚困難,在選擇強(qiáng)化材料時(shí)要考慮這一點(diǎn)。
2. 強(qiáng)化層的厚度與設(shè)備參數(shù)有密切關(guān)系,適當(dāng)提高電壓值、電容量等對(duì)提高強(qiáng)化層的厚度有利。
3. 強(qiáng)化層的厚度與強(qiáng)化時(shí)間有關(guān)系,用氣體保護(hù)時(shí),涂層的表面質(zhì)量較好,涂層比較均勻、連續(xù)、致密度高,質(zhì)量較好。
工件表面強(qiáng)化層的厚度和質(zhì)量與哪些因素有關(guān):
1.采用的電材料比較適合強(qiáng)化要求。
2.設(shè)備的電壓值與功率的變化有利于電材料的電蝕和過渡
3.使用氬氣保護(hù)可以有效的防止電材料的氧化,有利于電材料的均勻過渡,有效的改善涂層的表面質(zhì)量。
4.電采用旋轉(zhuǎn)方式,相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)備的電振動(dòng)方式具有較的優(yōu)勢(shì),因?yàn)楹笳攉@得涂層為電材料的點(diǎn)堆積,涂層的連續(xù)性,均勻性很難得到保證;而電旋轉(zhuǎn)時(shí),電與基體之間為線接觸,乃至于面的接觸,得到涂層為連續(xù)涂層。
電火花表面強(qiáng)化層的硬度在很程度上由電材料決定的,采用鈷鉻鎢合金電進(jìn)行強(qiáng)化時(shí),獲得的表面白亮層的硬度明顯要比基體材料的高,這表明可以采用合適的電材料來獲得各種性能的涂層,以滿足對(duì)表面涂層的不同要求。作為水輪機(jī)的用戶,電站對(duì)運(yùn)行中的水輪機(jī)通流部件,特別是轉(zhuǎn)輪的汽蝕破壞,是當(dāng)前水輪機(jī)運(yùn)行中突出的問題,采用有效的汽蝕防護(hù)措施,均可以減少因汽蝕破壞而引起的水輪機(jī)效率下降所帶來的電能損失;延長(zhǎng)檢修周期、縮短檢修時(shí)間和降低檢修費(fèi)用、減少因停機(jī)檢修所帶來的電能損失,避免或降低因汽蝕引起的噪聲的機(jī)組的不穩(wěn)定。采取有效的防護(hù)措施,以提高水輪機(jī)的汽蝕性能。
運(yùn)行中的水輪機(jī)汽蝕的防護(hù)方法,主要從兩個(gè)方面著手,對(duì)易受汽蝕破壞的部件采取保護(hù)、消除或減輕產(chǎn)生的汽蝕破壞的根源。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐探索出許多汽蝕防護(hù)的措施,并在一些電站取得了一定的效果。這些措施包括沉積金屬陶瓷、金屬防護(hù)層……。
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