摘要:本文针对当前饲料压块机模块磨损失效问题,提出了电弧喷涂3Cr13改善模块表面性能新工艺。通过正交试验和多因素方差分析,研究了电弧电流、电弧电压、喷涂距离及空气压力对模块耐磨性的影响,优化了在饲料压块机模块上喷涂3Cr13的工艺参数:电弧电流200A,喷涂距离180mm,空气压力0.6MPa,电弧电压38V。
关键词:压块机;模块;电弧喷涂;耐磨性
引言
随着秸秆压块机械的迅猛发展,设备使用寿命低、事故率高的问题频频出现,如核心模块部分,耐磨性差,失效频繁,从而增加了生产成本,制约了其推广规模。因此,提高工件的耐磨性,延长工件的使用寿命,对于节约生产成本提高生产效率都具有非常重要的意义。针对该问题,本文对饲料压块机模块进行电弧喷涂耐磨性工艺的研究。
1 试验目标及因素
1.1 试验目标的确定
秸秆压块机模块部分则是压块机设备的核心部件。压块机工作时,模块受到的强烈磨损,由于模块工作环境恶劣,高温高压下磨损极快,该部件机械结构及性能的好坏直接影响到秸秆压块质量,工作速度和压块后的秸秆性能。主要是由秸秆的木质纤维、秸秆中夹带的砂粒、压膜的的压力、挤压时的高温高压作用等使模块极易磨损而失效。为此,试验选取模块的耐磨性作为研究目标,对电弧喷涂工艺规范进行优化设计。
1.2 试验因素的确定
在电弧喷涂过程中,电弧电流、电弧电压、喷涂距离、雾化压力、喷涂角度等对涂层的性能有重要的影响。喷涂电压过低,喷涂过程不连续,电压不断提高,喷涂粒子颗粒增大,表面粗糙,同时碳元素烧伤大,涂层硬度低,耐磨性差,内应力增加,从而影响结合强度;电弧电流增大,涂层耐磨性增强,涂层抗拉强度增加;喷涂距离决定雾化颗粒撞击到零件表面的冲击力和涂层的温度,而涂层的结合强度主要取决于熔滴到达基体表面时的动能、温度及被氧化的程度;雾化压力小,熔滴被雾化的程度差,形成涂层粗糙,耐磨性变差,雾化压力变大,熔滴雾化效果增强,涂层结合力增强。
综上所述,考虑影响喷涂层耐磨性的主要因素,电弧电流A、电弧电压B、喷焊距离C、空气压力D作为试验因素,各因素水平如表1所示。
表1 试验因素及水平
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2 试验材料及设备
2.1 试验材料
喷涂试件选用与模块材质一样的铸钢板(ZG200-400),试验采用砂粒为:G14(1.18~2mm)钢砂。喷涂材料为3Cr13喷涂丝。
2.2 试验设备选用
利用CMD-AS1620电弧喷涂设备喷涂丝材涂层,MM-200型环-块式摩擦磨损试验机,采用DTG-160型分析天平称重。