本發明涉及一種在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法及其應用。
背景技術：
：刮板輸送機是采煤工作面中輸煤的主要設備，其主要由機頭部、機尾部和中間部3大部分組成。刮板輸送機的中間部是刮板輸送機最長的部分，由機頭部、中間部和機尾部三部分組成。以SGZ764/400刮板輸送機為例，總長度為150m，而中間部約為142m，其成本占整機成本的70-90％，所以中部槽的使用壽命直接決定著刮板輸送機的壽命。刮板輸送機的中間部中最重要的就是中部槽，中部槽主要用于連接煤礦井下刮板輸送機和轉載機。另外，中部槽是刮板輸送機的機身，由中板和槽幫鋼等組成，刮板輸送機中部槽的上槽面用于運輸煤，而下槽面供刮板鏈返程用。而刮板輸送機作為采煤工作面中輸煤的主要設備，其中部槽的兩鏈道及槽幫經受嚴重的三體磨料磨損，尤其是中部槽磨損嚴重，嚴重制約著煤炭輸送和高效生產。目前，現有技術主要采用激光熔覆和電弧堆焊等方法來制備熔覆層，對中部槽新品進行強化以及對舊品進行再制造(修復)。然而，采用上述現有技術的方法制備熔覆層時必須要對中部槽的下槽面進行切割才能方便地處理中部槽的下槽面，而且，由于受到激光器體積以及熔覆焦距的影響，采用激光熔覆技術制備熔覆層時在實際的處理中往往受限較多，例如：1)材料消耗與浪費較大；2)激光熔覆時間長；3)加工余量大；4)成本昂貴。因此，目前亟需找到一種能夠克服上述現有技術的缺陷，在不切割中部槽的下槽面的基礎上就能夠快速、簡便、高效地在刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面制備熔覆層的方法。技術實現要素：本發明的目的是克服現有技術的缺陷，在不切割中部槽的下槽面的前提下提供一種能夠快速、簡便、高效地在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，而且通過該方法制備的刮板輸送機中部槽中的熔覆層具有耐磨性強、成本低以及使用壽命超過新品的優點。為了實現上述目的，一方面，本發明提供一種在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，該方法包括：采用等離子熔覆設備對所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面進行等離子熔覆，制備熔覆層；其中，所述等離子熔覆設備由龍門式操作機控制。另一方面，本發明還提供一種本發明的所述方法在刮板輸送機中部槽中再制造熔覆層中的應用。本發明的上述方法能夠克服現有技術的缺陷，在不切割中部槽的下槽面的前提下，能夠快速、簡便、高效地在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層，而且通過該方法制備的熔覆層具有較強的耐磨性，使得得到的刮板輸送機中部槽具有更長的使用壽命，而且通過本發明的該方法得到的刮板輸送機中部槽中的熔覆層還具有成本低、效率高的優點。特別地，通過本發明所述的方法制備得到的熔覆層使得再制造得到的產品的性能達到甚至超過新品的性能。而且，本發明的方法可以一次性實現對所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面進行等離子熔覆，克服了傳統工藝方法所必須的對于下槽面的切割以及熔覆完成后進行組焊的操作步驟。具體地，相對于現有技術的工藝，本發明的方法還具有以下優點：1)節約材料：采用等離子熔覆設備形成的熔覆層均勻致密，與現有技術的激光熔覆相比節省了材料；2)熔覆時間短：采用等離子熔覆設備制備熔覆層時可以縮短噴涂時間，使得工件熱影響小，變形小；3)加工余量小；4)噴涂材料價格低廉。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。附圖說明附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：圖1是用于本發明的方法的操作設備的主視圖；圖2是圖1中的操作設備的左視圖；圖3是圖1中的操作設備的俯視圖；圖4是本發明所述的八字型熔覆路徑；圖5是本發明所述的叉字型熔覆路徑；圖6是本發明所述的網格型熔覆路徑。附圖標記說明1龍門式操作機2內孔等離子熔覆槍3中部槽4工作臺5上槽面6下槽面具體實施方式以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所 描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。本發明提供了一種在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，該方法包括：采用等離子熔覆設備對所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面進行等離子熔覆，制備熔覆層；其中，所述等離子熔覆設備由龍門式操作機控制。在本發明中，需要特別說明的是，本領域技術人員對所述龍門式操作機的操作方法均已知悉，本發明在此不再贅述。通過本發明的上述方法在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層時，能夠避免現有技術的手段中必須對刮板輸送機中部槽下槽面進行的切割的步驟，采用等離子熔覆設備配合龍門式操作機的方法，降低了操作復雜度和工藝成本，適合在工業大生產中的應用。根據本發明所述的方法，本發明的發明人發現，優選情況下，當所述熔覆層的厚度為1-6mm時，通過本發明的方法形成的熔覆層能夠與所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面緊密結合，從而能夠延長刮板輸送機中部槽的使用壽命；更加優選地，當所述熔覆層的厚度為2-4mm時，通過本發明的方法形成的熔覆層與所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面的結合強度更大，能夠更加顯著地延長刮板輸送機中部槽的使用壽命，節省材料，而且，刮板輸送機中部槽的使用性能也能夠達到最優。在本發明中，需要特別說明的是，所述熔覆層的厚度是指所述熔覆層相對于所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面凸起的高度。在本發明中，所述熔覆層的路徑可以包括叉字型、八字型和網格型中的至少一種，所述路徑可以采用CAD制圖程序在龍門式操作機上進行控制，例如，本發明的實施例中均示例性地采用叉字形路徑。其中，所述八字型熔覆路徑如圖4中所示；所述叉字型熔覆路徑如圖5中所示；所述網格型熔覆路徑如圖6中所示。根據本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，本發明所述的方法對熔覆層的種類和化學成分沒有特別的限定，本發明的方法可以用于具有各種化學成分的熔覆層，然而，本發明的發明人發現，當所述熔覆層為鐵基合金粉、WC-12Co和鎳基合金粉中的至少一種時，形成的熔覆層的耐磨性更強。進一步地，當所述鐵基合金粉中含有12-15重量％的Cr、0.3-0.7重量％的Mn、0.5-1.1重量％的B、1-1.5重量％的Si、1.5-1.9重量％的Mo、3.5-4重量％的Ni、0.1-0.15重量％的C以及余量的Fe時，能夠使得形成的刮板輸送機中部槽上槽面和下槽面的上表面中的熔覆層的使用壽命更長。更優選情況下，在本發明中，所述熔覆層包括鐵基合金粉和WC-12Co，其中，WC-12Co的含量為10-30重量％，鐵基合金粉的含量為70-90重量％。含有WC-12Co和鐵基合金粉的熔覆層能夠使形成的熔覆層硬度更高，更耐磨，并且具有更長的使用壽命。更優選情況下，在本發明中，所述熔覆層包括鐵基合金粉和Ni45，所述Ni45的含量為20-75重量％，所述鐵基合金粉的含量為25-80重量％。含有Ni45和鐵基合金粉的熔覆層能夠使形成的熔覆層硬度更高，更耐磨，并且具有更長的使用壽命。在本發明中，所述等離子熔覆設備是指能夠實施等離子熔覆技術的設備。根據本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，所述等離子熔覆設備為內孔等離子熔覆焊槍。在本發明中，需要特別說明的是，本領域技術人員對內孔等離子熔覆焊槍的操作方法均已知悉，本發明在此不再贅述。本發明的發明人發現，采用內孔等離子熔覆設備修復中部槽的方法能夠實現降低操作復雜度和工藝成本的目的，并且能夠避免現有技術手段中所必須的對刮板輸送機中部槽的下槽面進行切割的步驟，以及熔覆完成后進行組 焊的步驟，能夠大幅度延長刮板輸送機中部槽的使用壽命，適合工業生產中應用。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述等離子熔覆設備的噴槍的行走線速度為0.6-1.2m/min；優選地，所述等離子熔覆設備的噴槍的行走線速度為0.8-1.0m/min。根據本發明的一種優選的具體實施方式，所述在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法包括：先在所述龍門式操作機中設置所述等離子熔覆設備的操作條件，然后通過所述龍門式操作機控制等離子熔覆設備進行等離子熔覆。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述等離子熔覆設備的操作條件包括：氬氣流量為15-80L/min；優選為30-50L/min。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述等離子熔覆設備的操作條件包括：電壓為20-60V；優選為29-49V。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述等離子熔覆設備的操作條件包括：電流為250-450A；優選為300-400A。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述等離子熔覆設備的操作條件包括：熔覆距離為5-15mm；優選為8-12mm。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述等離子熔覆設備的操作條件包括：送粉率為20-80g/min；優選為40-60g/min。根據本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，其中，所述刮板輸送機中部槽可以為磨損后待修復的刮板輸送機中部槽。根據本發明的一種優選的具體實施方式，當所述刮板輸送機中部槽為磨損后待修復的刮板輸送機中部槽時，該方法還可以包括：先將所述磨損后待修復的刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面依次進行預加工處理、清洗處理，然后再形成所述熔覆層。在本發明中，所述預加工處理的目的是除去待修復的刮板輸送機上的疲 勞層和磨損層等。在本發明中，所述磨損后待修復的刮板輸送機中部槽僅是為了區分刮板輸送機中部槽在進行修復前和修復后的不同狀態，實際上均是指同一個刮板輸送機中部槽。在本發明中，需要進行修復的刮板輸送機中部槽在利用本發明的方法完成修復后，也即形成新的熔覆層之后即為修復后的刮板輸送機中部槽。本領域技術人員不應理解為對本發明的限制。在本發明所述的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法中，所述預加工處理步驟可以包括：去除所述磨損后待修復的刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面的磨損后殘留的熔覆層。在本發明中，需要特別說明的是，去除所述磨損后待修復的刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面的磨損后殘留的熔覆層的方法可以為本領域內常規使用的各種方法，本發明在此不再贅述。在本發明中，所述清洗的方法為本領域技術人員所公知，例如可以使用酒精和/或丙酮對待處理表面進行清洗，去除待修復的刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面的殘留污漬。根據本發明的一種優選的具體實施方式，本發明的方法包括：1)去除磨損后待修復的刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面的磨損后殘留的熔覆層；2)對經過步驟1)后得到的待修復的刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面進行清洗，去除殘留污漬；3)在所述龍門式操作機中設置等離子熔覆設備的操作條件；4)通過所述龍門式操作機控制所述等離子熔覆設備在經過步驟3)后的所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面進行等離子熔覆，制備熔覆層；5)待經過步驟4)后得到的所述刮板輸送機中部槽的上槽面和/或下槽面的上表面降至室溫后，對其表面熔渣進行清理。另一方面，本發明還提供一種本發明的所述方法在刮板輸送機中部槽中再制造熔覆層中的應用。特別地，將本發明的上述方法用于在刮板輸送機中部槽中再制造熔覆層時，能夠使得再制造得到的產品的性能(例如使用壽命等)達到甚至超過新品的性能。根據本發明的一種優選的具體實施方式，本發明所述的方法采用圖1所示的操作設備進行，具體地，所述操作設備包括龍門式操作機1、內孔等離子熔覆槍2和工作臺4，刮板輸送機的中部槽3位于工作臺上。并且，本發明的圖2具體示出了刮板輸送機的中部槽3的上槽面5和下槽面6，且圖3為圖1中的操作設備的俯視圖。本發明的上述方法能夠克服現有技術的缺陷，在不切割中部槽的下槽面的前提下，能夠快速、簡便、高效地在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層，而且通過該方法進一步提高了熔覆層的耐磨性，使得得到的刮板輸送機中部槽具有更長的使用壽命。具體地，本發明的上述方法具有以下優點：1)節約時間，沒有切割和熔覆后再焊接槽面的工藝過程；2)通過改變材料，提高了硬度和使用壽命。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。在以下實施例中，所使用的各種材料和儀器均來自商購。以下實施例中使用的刮板輸送機均為購自山東能源機械公司的SGB-630/150C(W)型號的刮板輸送機，且各個實施例中的待修復的刮板輸送機中下槽面的磨損程度相當。以下實施例中使用的等離子熔覆設備為內孔等離子熔覆焊槍，其中內孔焊槍購自武漢高力熱噴涂工程有限責任公司，為PG-150/D35-NK100/1000型1M長內孔焊槍。實施例1本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的步驟如下：1)去除磨損后待修復的刮板輸送機中部槽的下槽面的上表面的磨損后殘留的熔覆層；2)對經過步驟1)后得到的待修復的刮板輸送機中部槽的下槽面的上表面進行清洗，去除殘留污漬；3)在所述龍門式操作機中設置等離子熔覆設備的操作條件，所述操作條件如表1中所示；4)通過所述龍門式操作機控制所述等離子熔覆設備在經過步驟2)后的所述刮板輸送機中部槽的下槽面的上表面進行等離子熔覆，制備熔覆層，其中，所述等離子熔覆設備的噴槍的行走線速度和熔覆層的厚度如表1所示，所述熔覆層為鐵基合金粉熔覆層，且所述鐵基合金粉的化學組成如表2所示；5)待經過步驟4)后得到的所述刮板輸送機中部槽的下槽面的上表面降至室溫后，對其表面熔渣進行清理。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為30min。表1表2種類CrMnBSiMoNiCFe含量(重量％)130.50.81.21.73.50.15余量將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層的硬度為54HRC，與原激光熔覆工藝的48HRC相當，其耐磨性也大致相當，但由于未分解中部槽，中部槽 整體再制造修復時間大幅縮短。實施例2本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例1的方法相似，本實施例中的操作條件如表3中所示；等離子熔覆設備的噴槍的行走線速度和熔覆層的厚度如表3所示，所述熔覆層材料含有25重量％的WC-12Co和75重量％的鐵基合金粉。WC-12Co的成分如表4所示，鐵基合金粉的成分與實施例1中相同。其中，在本實施例的方法中，制備熔覆層的時間為31min。表3表4種類WCCo含量(重量％)0.880.12將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層硬度為58HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性更優，使用壽命超過新品，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例3本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例1的方法相似，本實施例中的操作條件如表5中所示；等離子熔覆設備的噴槍的行走線速度和熔覆層的厚度如表5所示，所述熔覆層材料含有25重量％的鐵基合金粉和75重量％的Ni45，鐵基合金粉的化學組成與實施例1中相同，Ni45的成分如表6所示。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為28min。表5表6種類CBSiCrFeNi含量(重量％)0.93.54.1154余量將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層的硬度為62HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性更優，使用壽命超過新品，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例4本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例1的方法相似，不同的是，本實施例形成的熔覆層的厚度為6mm。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為42min。將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層的硬度為50HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性和使用壽命與新品相當，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例5本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例1的方法相似，不同的是，本實施例形成的熔覆層的厚度為1mm。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為28min。將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層的硬度為51HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性和使用壽命與新品相當，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例6本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例2的方法相似，不同的是，本實施例中鐵基合金粉的化學成分如表7中所示。表7種類CrMnBSiMoNiCFe含量(重量％)110.20.81.52.13.90.1余量其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為35min。將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層硬度為54HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性優，使用壽命超過新品，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例7本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例3的方法相似，不同的是，本實施例中等離子熔覆設備的噴槍的行走線速度為1.4m/min。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為34min。將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層的硬度為54HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性優，使用壽命超過新品，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例8本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例1的方法相似，不同的是，本實施例中等離子熔覆設備的操作條件中的送粉率為80g/min。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為35min。將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層的硬度為50HRC，與原激光熔覆工藝的48HRC相當，其耐磨性也大致相當，但由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。實施例9本實施例用于說明本發明的在刮板輸送機中部槽中制備熔覆層的方法，具體地，本實施例的方法與實施例2的方法相似，不同的是，本實施例中等離子熔覆設備的操作條件中的熔覆距離為15mm。其中，在上述方法中，制備熔覆層的時間為38min。將上述經過修復后得到的刮板輸送機中部槽用于煤礦井中，結果發現，上述經過再制造工藝修復所制備的熔覆層硬度為52HRC，大于原激光熔覆工藝的48HRC，其耐磨性優，使用壽命超過新品，由于未分解中部槽，中部槽整體再制造修復時間大幅縮短。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技 術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁1 2 3