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硬面材料及硬面修复工艺

发布日期:2015-12-07 14:04:31

导读:所谓的硬面材料是用于强化工件表面的粉末或块状材料。使工件表面的硬度提高,耐磨耐蚀性增强。硬面材料的特点:(1)任何硬面材料在应用中都不需要进行热处理已达到硬面材料预定的性能,这是因为硬面材料施焊到零件表面成为异材结合。一旦两种性能决然不同的材料焊合在一起,由于各种因素的不同,难以一起做热处理。故硬面材料的最终金相组织和性能是依靠合金成分来保证的,即奥氏体,马氏体的析出都是在焊后空冷中得到的,不必另作焊后热处理,不过某些硬面材料施焊后的缓冷处理则是为了防止零件的开裂或变形,则是另一回事。

一、硬面材料的定义及特点
    所谓的硬面材料是用于强化工件表面的粉末或块状材料。使工件表面的硬度提高,耐磨耐蚀性增强。
    硬面材料的特点:(1)任何硬面材料在应用中都不需要进行热处理已达到硬面材料预定的性能,这是因为硬面材料施焊到零件表面成为异材结合。一旦两种性能决然不同的材料焊合在一起,由于各种因素的不同,难以一起做热处理。故硬面材料的终金相组织和性能是依靠合金成分来保证的,即奥氏体,马氏体的析出都是在焊后空冷中得到的,不必另作焊后热处理,不过某些硬面材料施焊后的缓冷处理则是为了防止零件的开裂或变形,则是另一回事。
    (2)硬面材料的化学成份不等于硬面图层的成份。硬面材料在实际施焊过程中,图层的成本会被零件材料稀释,还会发生氧化元素的燃损,即可能脱碳也可能增碳。总之对硬面材料而言,追求的是施焊后做成涂层的成份,而不是硬面材料施焊前的成份。一般商品销售的硬面材料都会表明应使用什么硬面工艺以及施焊前后的化学成份。
二、什么情况下使用硬面材料及硬面修复
    (1)冲击磨损:冲击负荷的大小和材料的耐冲击性决定磨损的大小。就如外来物体高速集中零件表面,对脆性材料引起被击处局部或全部脆裂破损,继而碎片脱落。如矿山行业中常见的破碎机零部件,常用来粉碎石头或其他坚硬物质,对轧臼壁的冲击较大,从而采用硬面材料及硬面修复工艺,来提高破碎机轧臼壁的抗冲击性能。
    (2)磨粒磨损:外来磨粒(或块状)在负荷下对金属表面磨削磨损称之为二体磨粒磨损,如果是两个金属面之间夹有磨粒则称三体磨粒磨损,磨粒的负荷状态,大小,形状以及磨粒和金属表面的硬度比值决定磨粒磨损之大小。如轧辊就是采用利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材,根据用户的要求不同,碾压材料的不同,形状的不同,对轧辊的性能要求也不同。目前很多轧辊企业都采用硬面材料来提高工件的表面性能,以便于获得良好的轧辊使用寿命。
    (3)冲蚀侵蚀磨损:液流或气流中流载的微小磨粒对金属表面冲刷引起切削磨损称之为冲蚀,磨粒的含量,磨粒的大小和型号组那个,磨粒和金属表面的硬度比值以及冲刷角的大小,决定冲蚀磨损量的大小,典型零部件就是泵零部件叶轮。叶轮作为泵的主要零部件之一,决定泵的使用寿命,故很多企业采用硬面材料修复工件。
三、硬面修复工艺及修复后的工件如何选择刀具加工
    目前常见的硬面修复工艺包括:激光熔覆工艺,堆焊工艺,喷焊工艺,热喷涂喷焊工艺。以上表明在购买硬面材料时,都会表明应使用什么硬面工艺以及施焊前后的化学成份。并且根据不同的工件选择不同的修复工艺。
    硬面修复工艺的广泛应用不仅使企业降低了成本及利润,而且不影响整体的生产进度。如轧辊,尤其是冷轧棍的整体制造工艺复杂,并且轧辊作为消耗品,在使用过程中因为一些因素导致产品不合格。如将轧辊废弃浪费资源,而且成本太高,此时采用修复工艺不仅节省了没必要的成本费用,而且可恢复轧辊尺寸和精度再次使用。
    同样的模具行业,齿轮行业,阀门行业等常采用硬面修复工艺来恢复工件的性能及尺寸要求,如很多工件不仅是消耗品,而且是价格昂贵,为了降低生产成本,采用硬面修复工艺来获得尺寸要求和性能要求。并且随着硬面修复工艺的广泛应用,部分企业在制造过程中就采用硬面材料来提高工件的性能和使用寿命。
    进行修复后的工件硬度一般在HRC45以上,甚至有的HRC60以上,而且如采用堆焊修复工艺,修复后工件表面不规整,很难加工,刚开始没有合适的刀具材料加工,硬面加工并没有得到很好的发展,之后随着超硬刀具(CBN刀具)的出现,使修复工艺的加工变得现实,而“硬面加工”也因此得以实现。
    CBN刀具是主要针对高硬度和难加工的黑色金属材料所研制的,尤其是整体式CBN刀具,可大余量和断续加工修复后的工件。硬面加工有了CBN刀具得以快速发展,而CBN刀具也因为修复工艺的普遍存在,而得以快速发展,所以,可以说硬面修复工艺和CBN刀具相辅相成,共同发展。

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