表麵強化技（jì）術在單螺杆（gǎn）泵轉子上的應（yīng）用現狀（zhuàng）及展望

                                                                                                                                                                                                   黃吉（jí）平，楊玲，馮勝強（qiáng）

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摘要：螺杆泵中螺杆的失效形式（shì）主要為磨損失效。主（zhǔ）要介紹了螺杆泵（bèng）轉子表麵強化技術國內外發展水平。在此基礎上，分別介紹（shào）了激光合金化技術（shù）、熱噴塗常規塗層技術、稀土增強陶瓷（cí）塗層技術，著重介（jiè）紹了稀土增強陶瓷塗層的耐磨損及（jí）防腐蝕性能。對未（wèi）來（lái）發（fā）展趨勢與應（yīng）用前景進行了（le）展望。

引言

螺杆泵轉子與定子是（shì）整機一大關鍵（jiàn）部件（jiàn），螺杆最 常見的失效形式是磨損和（hé）腐蝕，它的壽命直接影響了該機組的質量（liàng）。國內現有（yǒu）常用（yòng）耐磨材料及表麵（miàn）強化技術不能有效提高轉子的（de）使用壽命，與進口轉子尚有較大差距。為此，研究（jiū）人員不斷探（tàn）索，試（shì）圖通過采用高合金耐磨耐腐蝕材料和提高製件硬度來達到延長螺杆（gǎn）磨損壽命（mìng），然而，這種方法會使得材料中（zhōng）的貴重金屬含量不斷提高。此外，螺杆泵的磨損和腐蝕均發生在部件（jiàn）表麵，中心部位的高合金材料同樣是一個極大浪費造。針對這種情況，采（cǎi）用材料表麵噴塗耐磨損、耐（nài）腐蝕的塗層和針（zhēn）對陶瓷材料噴塗工藝缺陷實施（shī）封堵技術，可以充（chōng）分發揮塗層材料的作用，大幅度（dù）降低製件的（de）製造成本，節約貴重金（jīn）屬資源，該項技（jì）術具（jù）有良（liáng）好的（de）社會（huì）效益和直接的經濟效益。

1 國內外技術差距

在螺杆（gǎn）的表麵進行強化處理方麵，歐美發達國家尤其是德國始（shǐ）終走在前列。比如，德（dé）國最 佳螺杆耐磨損保護技術是由Battenfeld Extrusiontechnik公司新開發的BexaliOJ螺棱覆層技術，使擠出（chū）加工生產安全可（kě）靠性和耐磨性都達到最 佳狀（zhuàng）態。試生產結果表明，采用（yòng）Bexalit覆層保護技術的螺杆，其（qí）耐磨損性能比常規的氮化處理螺杆提（tí）高幅度達100％。該公司采（cǎi）用的可重複進行的等離子一粉末—鑲（xiāng）焊覆層技（jì）術。基（jī）材（cái）和鑲焊層之間（jiān）的金屬（shǔ）結合完全、徹底，因此可避免覆層時（shí）預熱和冷卻中應力裂紋。接下來（lái）的等離子氮（dàn）化處理過（guò）程使得螺杆螺棱和料筒壁之間的運轉性能（néng）進一步提高（gāo）。

目（mù）前，國內在螺杆表麵進行強化（huà）處理方麵的（de）技術及成果與（yǔ）歐美發達國家相比還存在較大差（chà）距。如國產含鎳高鉻（gè）白口（kǒu）鑄鐵轉子壽命是進口（kǒu）鎳硬白口鑄（zhù）鐵壽命（mìng）的78%；45#鋼基體轉子表麵噴焊Ni60+WC預保護轉子壽命是33%；45#鋼基體轉子碳氮共滲處理壽命是44%；45#鋼（gāng）基體轉子表麵堆焊耐磨焊條與保護轉子壽命是40%；45#鋼基體（tǐ）表麵電（diàn）鍍硬鉻轉（zhuǎn）子壽命＜22%。由此可見，雖然國內（nèi）已經在轉子基體表麵進行了眾多（duō）處（chù）理，但是結果（guǒ）並不盡如人意。

2 激光（guāng）合金化技術

激光（guāng）合金化技術國內提出了一種（zhǒng）性價比高、具有抗高溫粘著（zhe）磨（mó）損和優良抗（kàng）腐（fǔ）蝕性能的激光合金（jīn）化技術來進行螺杆的表麵強化，以滿足成型增強改性塑料（liào）原料的需求。采用高科（kē）技的納米超（chāo）細合金粉，在易磨損的螺杆表麵構（gòu）成（chéng）激光合金化複合塗（tú）層。螺杆基體材料選用40Cr鋼（gāng），采用紅硬性（xìng）優、抗腐蝕性能（néng）良的超細（xì）合金粉(1～5μm)，具有良好抗粘（zhān）著磨（mó）損的A1超細合（hé）金粉(1～5μm)和納米（mǐ）碳管（guǎn）混合合金，其質量比為1：1：1，組成的化學元素有C，W，Co，Cr，Ni，Mo等。采用固體激（jī）光（guāng）器（qì）表（biǎo）麵熔覆技術處理，實現（xiàn）塗層與基體的冶金結（jié）合。經激光合金化強化後的螺杆使用壽命（mìng）至少提高了2倍以上。上世紀（jì）末（mò），馬鞍山礦山研究院針對混（hún）凝土濕（shī）噴（pēn）射噴（pēn）整機泵轉子采（cǎi）用高（gāo）鉻鑄鐵轉子使用壽命與國外尚有較大差距問題（tí），開展（zhǎn）了一種新（xīn）型的以45鋼為基體（tǐ）材料的硬麵預保護轉子技術，該技術采用了噴焊工藝，通過在鎳基上複合添加Cr、Mo與W，在（zài）氧乙炔高溫條件下促使形成高硬度高耐磨的第（dì）二相六方、立方碳化物，促使生成Laves相與第二相的彌散分布強化噴焊層基體。

3 熱噴塗常規（guī）塗層技術

近年來，噴塗陶瓷塗層在抗磨（mó）損方麵顯示出了優（yōu）良的性能，但（dàn）螺杆轉子（zǐ）塗層的破壞往往是因塗層的剝落造成的。目前，造成塗層剝落的直接原因是塗層與基體的結合不利造成了塗層過早剝（bāo）落，這一（yī）現象已（yǐ）經達成了廣泛共識。通過觀察分析發現（xiàn），塗層與基體界麵（miàn）處的腐蝕嚴重的削弱了塗層（céng）的結合，使得轉子在使用一段時間（jiān）後就（jiù）發生塗層成片的脫落，這種現象在有腐蝕性的濕性介質中（zhōng）更為突出。

在現有技術條件下，無論塗層是以燒結或是各種噴塗技術途徑形成的，氣孔、疏鬆（sōng）都是塗層客觀（guān）存在的缺陷。如能阻（zǔ）斷腐蝕（shí）介質通過對塗層內部（bù）的疏鬆、氣（qì）孔對塗層與基體（tǐ）界（jiè）麵的腐蝕，同時提高界麵的（de）抗（kàng）腐蝕（shí）能力和（hé）進一步提高塗層自身的結構強度，就能（néng）有（yǒu）效地提（tí）高塗層的結合強度，在該複合技術途徑的綜合作用（yòng）下，可以實現在現有技術條件下采用熱噴塗陶瓷塗層（céng）在螺杆泵轉子上（shàng）的應（yīng）用。

4 稀土增強陶瓷塗層技術

近年來，寧波鎮性爱大师第二季激情戏 性饥渴艳妇A片 性欧美金发洋妞xxxxbbbb 性色香蕉AV久久久天天网 性生交大片免费看A片直播 性夜影院爽黄A爽免费动漫 性一交一乱一交A片久久四色 性一交一乱一美A片 性一交一乱一色一视频 性一乱一交一A片视频 性做爰片免费视频看減變速（sù）機公司通過與杭州興龍泵（bèng）業有限（xiàn）公司、中國兵器科學（xué）研（yán）究院寧波（bō）分院合作，研究開發了稀土增強陶瓷塗（tú）層技術（shù），並（bìng）達到了抗磨損、抗腐蝕優良性能的效果。該（gāi）技術主要途徑是：螺杆轉子表麵防腐塗鍍處理——稀土（tǔ）增韌陶瓷粉體處理——高能熱噴塗陶瓷塗層——塗層真（zhēn）空有機封堵處理等技術。通過摩擦磨損實驗對塗層及基體材（cái）料進行（háng）了比較測試，測試（shì）結果如表1所（suǒ）示。磨損試驗選擇栓盤幹磨損方式進行（háng），對（duì）磨（mó）體選用￠5mmGCr15鋼球（qiú），載荷分別為30N、90N。速度為500r/min，磨損（sǔn）時間為（wéi）30min。Cr12MoV鋼經淬火+回火熱處理，硬度為HRC58～62。

                     表1  塗層及基體材料摩（mó）擦磨（mó）損性能（néng）

表2為塗層與基體材料抗腐（fǔ）蝕性能實驗結果對比圖。由圖中可以看出，稀土陶瓷塗層的腐蝕性能最 好。腐蝕介質為HCl水溶液腐（fǔ）蝕，HCl+去離子水（10% HCl），PH值1，顯強酸（suān）性。在經過800h、1500h和2000h的鹽霧試驗後，表麵未發生任何腐蝕現象。相比之下，WC30%+Fe塗層、CrC塗（tú）層以及（jí）Cr12MoV鋼基體的腐蝕（shí）情況要比稀（xī）土（tǔ）陶瓷塗（tú）層（céng）的嚴重很多，尤其（qí）是Cr12MoV鋼基體在800h以（yǐ）後，其表麵腐蝕已經非常嚴重。四種材料（liào）的表麵腐蝕情（qíng）況如圖1至圖4所示。

                      表2  塗層及基體（tǐ）材料抗（kàng）腐蝕性能

圖1 稀土（tǔ）增強陶（táo）瓷塗層2000h腐蝕              圖2 WC30%+Fe陶瓷塗層1500h腐蝕樣品

圖3 CrC陶瓷塗層1500h腐蝕樣品                圖4 4Cr13鋼（gāng）800h腐蝕樣品

塗層抗變形能力測試結果如圖5和圖6所示。實驗采用布氏硬度壓痕法，鋼球直徑10mm，載荷1800N，測試（shì）樣品經1500h腐蝕測試後進行壓痕測試。

圖5 稀土增強陶瓷（cí）塗層壓痕樣（yàng）品                  圖6 CrC陶（táo）瓷塗層樣品

5 展望

在熱噴塗耐磨塗層，尤其在螺杆泵技術領域的塗層采用真空浸滲技術封堵塗層缺陷（xiàn）的（de）報道還鮮有報道，且（qiě）未見（jiàn）成果（guǒ）應用。開展這一領域研究，在國內具有一定的技術先進性，在螺杆泵行（háng）業也有領先技術的優勢。

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目前，在（zài）塗鍍層上應用真空浸滲技術封（fēng）堵塗鍍層中的缺陷的已（yǐ）有研究，但進展較慢，由於受（shòu）封（fēng）堵劑的限製，在（zài）納米粒子浸滲劑的（de）領域落後國外。目前兵器行業（yè）某研究所從匈牙利引進的真空封堵劑采用（yòng）了矽（guī）酸鹽納米粒子（zǐ）技術，使得鋁、鎂合金微弧氧化（huà）層、鋁合金陽極（jí）化層的封堵（dǔ）獲得良好（hǎo）效果，使得塗層的耐腐蝕性能成倍獲得（dé）提高。同時，在塗（tú）層與基體界麵的（de）處理（lǐ）上，采用了無裂紋塗鍍層技術，無晶化鍍層處理，有效提高了基體的抗腐蝕（shí）性能，使45鋼基體達到不鏽鋼的耐酸堿腐蝕（shí）能力，有效增加了塗層的抗腐蝕性能。