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替代电镀:辉锐积极助力煤机行业绿色转型
来源: | 作者:辉锐集团 | 发布时间: 2023-08-31 | 553 次浏览 | 分享到:

应用背景


煤矿是我国的重要能源行业,但煤矿行业面临着许多困难和挑战。其中一个重要问题就是煤机零部件损坏和寿命短的问题。在煤炭开采过程中,煤机零部件经常处于高温、高压、潮湿、腐蚀等恶劣环境下,对其表面硬度、耐磨性、腐蚀性、疲劳 寿命等技术指标提出了更高的要求。


国家及地方政府相关环保政策


近年来,我国相继出台《“十四五”生态环境保护规划》、《关于全面加强生态环境保护,坚决打好污染防治攻坚战的意见》、《省(自治区、直辖市)污染防治攻坚战成效考核措施》等重要政策文件,鼓励新业态发展和模式创新,在能源、冶金、建材、有色、化工、电镀、造纸、印染、农副食品加工等行业,全面推进清洁生产改造或清洁化改造。

以下为我国几个煤炭大省出台的相关环保政策:

河南省——2019年修订《河南省建设项目环境保护管理条例》、2023年印发《河南省贯彻落实〈关于推动职能部门做好生态环境保护工作的意见〉若干措施》。

内蒙古——2018年印发《内蒙古自治区土壤污染防治三年攻坚计划》、2023提出《内蒙古自治区人民政府办公厅关于进一步做好社会资本参与生态保护修复工作的实施意见》。

山西省——2023年印发《山西省人民政府办公厅关于印发山西省煤炭洗选行业建设项目管理暂行办法的通知》、2023年实施《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的实施意见》。

陕西省——2017年印发《陕西省“十三五”环境保护规划》、2023年印发《陕西省碳排放数据质量管理办法 (试行)》。

目前,国内替代电镀技术的解决方案主要为激光再加工技术,该技术逐渐成为新的行业发展方向。该技术核心在于利用激光熔覆技术代替电镀硬铬,用激光淬火替代高频淬火、中频淬火,同时利用激光技术进行渗氮表面处理,不仅有效控制了电镀的污染问题,还大大节省了生产成本,整个修复过程不受作业环境的影响。




激光熔覆技术相比传统工艺的优势


1.提高使用寿命

激光熔覆技术采用激光在零件基体表面涂覆高性能金属材料,由于激光束极高的能量致使熔覆材料和母材同时熔化,快速冷却后形成完美的冶金结合涂层,从而显著改善零件表面的耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化等特性。


2.节约生产成本

超高速熔覆技术采用比传统激光熔覆技术快两个数量级的熔覆速度(达几米/秒),对基材表面进行高效率涂层熔覆。超过0.5平方米/小时的高效率涂层可以使激光熔覆的成本降低到与镀硬铬成本相当。


3.成型效果优越

电镀涂层属于物理结合,涂层厚度较薄一般为20-60μm。而超高速熔覆涂层厚度最少达到120μm,最高可达到1000μm,激光涂层与基材的结合属于冶金结合,不会出现涂层剥落、分层等现象。涂层硬度、韧性、耐腐性等性能均优于传统的镀铬工艺。


4.绿色制造工艺

相对于传统镀铬工艺,激光熔覆是一种绿色制造工艺,在生产工艺上更为简单、能耗更低,生产过程中不产生废水、废气等污染物,大大节约了处理废弃物的成本。




液压支架立柱修复案例


液压立柱在长期受到酸、碱性介质的腐蚀及在恶劣、重载、振动、冲击等环境下运行,其表面极易严重磨损、腐蚀等因素导致失效。对失效的立柱进行激光熔覆,使其尺寸和功能修复,可有效的延迟其使用寿命。




技术要求


1、熔覆层与基材呈冶金结合,熔覆层无裂纹、气孔、未熔合等缺陷;

2、熔覆层厚度达到0.6MM;

3、熔覆效率不低于0.4平米/小时;

4、熔覆的材料的耐蚀、耐磨等性能达到煤矿行业立柱使用要求。


立柱外圆面激光修复技术方案


a) 立柱外圆激光熔覆技术要求:

1、无肉眼可见的裂纹、夹渣、气孔等缺陷;

2、熔覆层表面孔隙直径不大于0.2mm,孔隙≤ 5点/dm²;

3、尺寸检测:表面硬度HRC:50~55 ,表面粗糙度≤0.4μm,直线度≤ 2‰,圆柱度≤ 0.02mm;

4、无损检测:

100%MT检测,执行标准ISO17638-2003

100%UT检测,执行标准ISO11666-2010


立柱外圆面激光修复技术方案:

对外圆面采用激光熔覆工艺进行立柱外表面腐蚀修复,采用两次激光熔覆:一、打底层熔覆(视立柱腐蚀情况而定);二、耐腐耐磨层熔覆(立柱耐腐耐磨激光熔覆专用粉末)。



内孔熔覆立柱

b) 内孔修复技术要求:

1、熔覆层无气孔、夹渣、裂纹、缺肉等缺陷;

2、尺寸至原设计公差等级ΦDH9级要求,按图纸要求;

3、内孔倒角处圆滑过渡,倒角6×20°;

4、与内孔同轴度≤ 0.05mm;

5、内孔表面粗糙度≤Ra0.4;

6、 检测内孔熔覆层硬度HB180 ~220。




金相测试

熔覆后用线切割沿垂直于激光扫描的方向进行切割,切成金相试样,研磨、抛光后,用苦味酸进行腐蚀,然后用酒精冲洗干净,并吹干。用金相显微镜观测金相组织。



其他熔覆案例


                               链窝熔覆前                                                   链窝熔覆后


轴承位及键位的熔覆


采煤机钻头截齿熔覆

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