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电火花沉积耐磨耐腐蚀层

电火花表面强化技术

电火花表面强化技术是一种具有独特优势的材料表面技术,其在机械零部件表面改性和表面修复等方面具有广阔的应用前景。随着工业现代化的发展,对各种装备零部件表面性能要求越来越高。在高温、高速、高压、重载和腐蚀介质等条件下,零部件材料的破坏往往自表面开始,即磨损、腐蚀、高温氧化等,表面的局部破坏经常是整个零部件失效,终导致整个装备瘫痪。

电火花强化是一种低应力、低变形的表面强化工艺。采用电火花沉积技术对工件表面进行强化处理可延长工件的使用寿命,减少资源消耗,具有很高的节能环保意义。电火花表面强化技术是直接利用电能的高能量密度对金属表面进行强化的工艺,它是通过电火花放电的作用,把作为电的导电材料熔渗进金属工件的表层,从而形成合金化的表面强化层,使工件表面的物理,化学性能和力学性能得到改善。例如:采用WCTiC等硬质合金电材料强化高速钢和合金工具钢材料的工件,强化表面能形成显微硬度1500HM以上的耐磨,耐蚀和其有红硬性的强化层,使工件的使用寿命明显提高,电火花强化层与基体的结合非常牢固,不会发生剥落。因为强化层是电和工件材料在放电时的瞬时高温高压条件下重新合金化而形成的新合金层,而不是电材料简单的涂覆和堆积,而且合金层与基体金属之间具有氮元素等的扩散层,该工艺已广泛应用于航空、航天、能源、军事、核工业、汽车、电力、医疗、冶金、矿山以及精密机械零部件的表面强化。使工件具有高硬度、高耐磨性、高疲劳强度、高耐磨蚀性和抗氧化、耐高温、耐烧蚀等特殊性能。

通过量的强化实验从强化的设备和工艺得出以下几点规律:

1. 强化层的厚度与点击的物理特性有很的关系。熔点高、导热性和导电性好的材料涂层增厚困难,在选择强化材料时要考虑这一点。

2. 强化层的厚度与设备参数有密切关系,适当提高电压值、电容量等对提高强化层的厚度有利。

3. 强化层的厚度与强化时间有关系,用气体保护时,涂层的表面质量较好,涂层比较均匀、连续、致密度高,质量较好。

工件表面强化层的厚度和质量与哪些因素有关:

1.采用的电材料比较适合强化要求。

2.设备的电压值与功率的变化有利于电材料的电蚀和过渡

3.使用氩气保护可以有效的防止电材料的氧化,有利于电材料的均匀过渡,有效的改善涂层的表面质量。

4.电采用旋转方式,相对于传统设备的电振动方式具有较的优势,因为后者获得涂层为电材料的点堆积,涂层的连续性,均匀性很难得到保证;而电旋转时,电与基体之间为线接触,乃至于面的接触,得到涂层为连续涂层。

电火花表面强化层的硬度在很程度上由电材料决定的,采用钴铬钨合金电进行强化时,获得的表面白亮层的硬度明显要比基体材料的高,这表明可以采用合适的电材料来获得各种性能的涂层,以满足对表面涂层的不同要求。作为水轮机的用户,电站对运行中的水轮机通流部件,特别是转轮的汽蚀破坏,是当前水轮机运行中突出的问题,采用有效的汽蚀防护措施,均可以减少因汽蚀破坏而引起的水轮机效率下降所带来的电能损失;延长检修周期、缩短检修时间和降低检修费用、减少因停机检修所带来的电能损失,避免或降低因汽蚀引起的噪声的机组的不稳定。采取有效的防护措施,以提高水轮机的汽蚀性能。

运行中的水轮机汽蚀的防护方法,主要从两个方面着手,对易受汽蚀破坏的部件采取保护、消除或减轻产生的汽蚀破坏的根源。经过反复的实践探索出许多汽蚀防护的措施,并在一些电站取得了一定的效果。这些措施包括沉积金属陶瓷、金属防护层……。


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