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應(yīng)用背景
煤礦是我國的重要能源行業(yè),但煤礦行業(yè)面臨著許多困難和挑戰(zhàn)。其中一個重要問題就是煤機零部件損壞和壽命短的問題。在煤炭開采過程中,煤機零部件經(jīng)常處于高溫、高壓、潮濕、腐蝕等惡劣環(huán)境下,對其表面硬度、耐磨性、腐蝕性、疲勞 壽命等技術(shù)指標提出了更高的要求。
國家及地方政府相關(guān)環(huán)保政策
近年來,我國相繼出臺《“十四五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》、《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護,堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》、《省(自治區(qū)、直轄市)污染防治攻堅戰(zhàn)成效考核措施》等重要政策文件,鼓勵新業(yè)態(tài)發(fā)展和模式創(chuàng)新,在能源、冶金、建材、有色、化工、電鍍、造紙、印染、農(nóng)副食品加工等行業(yè),全面推進清潔生產(chǎn)改造或清潔化改造。
以下為我國幾個煤炭大省出臺的相關(guān)環(huán)保政策:
河南省——2019年修訂《河南省建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例》、2023年印發(fā)《河南省貫徹落實〈關(guān)于推動職能部門做好生態(tài)環(huán)境保護工作的意見〉若干措施》。
內(nèi)蒙古——2018年印發(fā)《內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤污染防治三年攻堅計劃》、2023提出《內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于進一步做好社會資本參與生態(tài)保護修復(fù)工作的實施意見》。
山西省——2023年印發(fā)《山西省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)山西省煤炭洗選行業(yè)建設(shè)項目管理暫行辦法的通知》、2023年實施《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的實施意見》。
陜西省——2017年印發(fā)《陜西省“十三五”環(huán)境保護規(guī)劃》、2023年印發(fā)《陜西省碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量管理辦法 (試行)》。
目前,國內(nèi)替代電鍍技術(shù)的解決方案主要為激光再加工技術(shù),該技術(shù)逐漸成為新的行業(yè)發(fā)展方向。該技術(shù)核心在于利用激光熔覆技術(shù)代替電鍍硬鉻,用激光淬火替代高頻淬火、中頻淬火,同時利用激光技術(shù)進行滲氮表面處理,不僅有效控制了電鍍的污染問題,還大大節(jié)省了生產(chǎn)成本,整個修復(fù)過程不受作業(yè)環(huán)境的影響。
激光熔覆技術(shù)相比傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢
1.提高使用壽命
激光熔覆技術(shù)采用激光在零件基體表面涂覆高性能金屬材料,由于激光束極高的能量致使熔覆材料和母材同時熔化,快速冷卻后形成完美的冶金結(jié)合涂層,從而顯著改善零件表面的耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化等特性。
2.節(jié)約生產(chǎn)成本
超高速熔覆技術(shù)采用比傳統(tǒng)激光熔覆技術(shù)快兩個數(shù)量級的熔覆速度(達幾米/秒),對基材表面進行高效率涂層熔覆。超過0.5平方米/小時的高效率涂層可以使激光熔覆的成本降低到與鍍硬鉻成本相當。
3.成型效果優(yōu)越
電鍍涂層屬于物理結(jié)合,涂層厚度較薄一般為20-60μm。而超高速熔覆涂層厚度最少達到120μm,最高可達到1000μm,激光涂層與基材的結(jié)合屬于冶金結(jié)合,不會出現(xiàn)涂層剝落、分層等現(xiàn)象。涂層硬度、韌性、耐腐性等性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的鍍鉻工藝。
4.綠色制造工藝
相對于傳統(tǒng)鍍鉻工藝,激光熔覆是一種綠色制造工藝,在生產(chǎn)工藝上更為簡單、能耗更低,生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水、廢氣等污染物,大大節(jié)約了處理廢棄物的成本。
液壓支架立柱修復(fù)案例
液壓立柱在長期受到酸、堿性介質(zhì)的腐蝕及在惡劣、重載、振動、沖擊等環(huán)境下運行,其表面極易嚴重磨損、腐蝕等因素導(dǎo)致失效。對失效的立柱進行激光熔覆,使其尺寸和功能修復(fù),可有效的延遲其使用壽命。
技術(shù)要求
1、熔覆層與基材呈冶金結(jié)合,熔覆層無裂紋、氣孔、未熔合等缺陷;
2、熔覆層厚度達到0.6MM;
3、熔覆效率不低于0.4平米/小時;
4、熔覆的材料的耐蝕、耐磨等性能達到煤礦行業(yè)立柱使用要求。
立柱外圓面激光修復(fù)技術(shù)方案
a) 立柱外圓激光熔覆技術(shù)要求:
1、無肉眼可見的裂紋、夾渣、氣孔等缺陷;
2、熔覆層表面孔隙直徑不大于0.2mm,孔隙≤ 5點/dm2;
3、尺寸檢測:表面硬度HRC:50~55 ,表面粗糙度≤0.4μm,直線度≤ 2‰,圓柱度≤ 0.02mm;
4、無損檢測:
100%MT檢測,執(zhí)行標準ISO17638-2003
100%UT檢測,執(zhí)行標準ISO11666-2010
立柱外圓面激光修復(fù)技術(shù)方案:
對外圓面采用激光熔覆工藝進行立柱外表面腐蝕修復(fù),采用兩次激光熔覆:一、打底層熔覆(視立柱腐蝕情況而定);二、耐腐耐磨層熔覆(立柱耐腐耐磨激光熔覆專用粉末)。
內(nèi)孔熔覆立柱
b) 內(nèi)孔修復(fù)技術(shù)要求:
1、熔覆層無氣孔、夾渣、裂紋、缺肉等缺陷;
2、尺寸至原設(shè)計公差等級ΦDH9級要求,按圖紙要求;
3、內(nèi)孔倒角處圓滑過渡,倒角6×20°;
4、與內(nèi)孔同軸度≤ 0.05mm;
5、內(nèi)孔表面粗糙度≤Ra0.4;
6、 檢測內(nèi)孔熔覆層硬度HB180 ~220。
金相測試
熔覆后用線切割沿垂直于激光掃描的方向進行切割,切成金相試樣,研磨、拋光后,用苦味酸進行腐蝕,然后用酒精沖洗干凈,并吹干。用金相顯微鏡觀測金相組織。
其他熔覆案例
鏈窩熔覆前 鏈窩熔覆后
軸承位及鍵位的熔覆
采煤機鉆頭截齒熔覆
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