一、當前國內刮板機（轉載機）在磨損方面的現狀及耐磨處理的意義
1.刮板機使用現狀
目前國內所使用的輸送機中部槽在結構上普遍采用整體鑄造鏟板槽幫、擋板槽幫與高強度耐磨合金中板及底板組焊而成,雖然強度與壽命有一定的提高，過煤量普遍超過百萬噸。但是在實際使用中,中部槽各部位的耐磨能力不一致,導致中部槽整體報廢時,個別主要部件仍有很大的利用價值,非?？上?。刮板機輸送中承受的煤中部的刮板槽是和物料鏈條的承載劇烈摩擦部分,運行刮板輸送機中使用量和消耗量最大的部件。中部槽的質量占刮板輸送機總質量的70%以上,刮板輸送機的失效,也多是由中部槽的過度磨損或斷裂引起的,所以,中部槽在很多煤礦企業中報廢的堆積如山。全國統配煤礦使用各種類型刮板輸送機二萬多臺，每年因磨損而報廢的中部槽30～40萬節，消托鋼材3.6～4.8萬噸，價值1.25～1.68億元，加上過量磨損引起的停機維修給生產造成損失，煤礦所用刮板輸送機為例， 由于中部槽磨損所造成的損失每年為1～2億元人民幣。如果再考慮到其他機械設備磨損造成的經濟損失和鋼材的消耗那將是很驚人的。
2.耐磨處理意義
（1）中部槽的中板、底板、機頭機尾的中板、舌板為刮板輸送機運行過程中磨損速度最快的部分，磨損到一定程度后，便會因為強度不夠而報廢。對此，根據磨損部位及程度的不同，確定合適的熔覆參數，使用等離子熔覆耐磨強化技術進行耐磨處理，可使中板、底板的耐磨壽命延長2倍以上。
（2）中部槽的槽幫鋼兩端部位因為受到鏈條和刮板連接環的接觸磨擦，磨損較快。利用等離子熔覆強化設備，在槽幫鋼的兩端進行熔覆處理，可顯著延長它的使用壽命，使用壽命可延長2倍以上。
（3）合金熔覆層間的磨擦系數約為中板、底板和槽幫鋼的50%，運行阻力大大減小，使刮板輸送機（轉載機）的運行能耗明顯降低，為煤礦生產節約了寶貴的電能。同時基本消除了擠鏈、壓溜等現象的發生。
（4）在煤礦井下，空間狹小，設備繁多，搬運、安裝和維修工作非常困難。經等離子熔覆強化技術耐磨處理后，壽命明顯延長，大大減少了搬運次數，同時減少了搬運過程中的安全隱患。
根據刮板運輸機使用要求規范，中板磨損達到30%以后，由于槽體強度不夠而造成槽體的報廢，刮板機每完成一個工作面后升井維修，通常對于磨損嚴重并不能保證下個工作面完成的中底板采用更換的方法或直接報廢。
等離子熔覆耐磨處理與修復方法不僅可以大幅度提高耐磨性能，而且可以修舊利廢，重復利用，并且采用數控熔覆設備可以處理底板與槽幫下沿等手工難以修復的部位。
二、等離子耐磨處理技術簡介
1.等離子熔覆耐磨處理技術
等離子熔覆技術的基本原理是：在柔性高溫等離子束流的作用下，將合金粉末與基本表面迅速加熱并一起熔化、混合、擴散、反應、凝固，等離子束移動的同時自激冷卻，從而實現零部件表面的強化與硬化。和堆焊相比，等離子熔覆層的質量、與基體結合力及經濟性能都要高出一籌。與激光熔覆相比，生產成本低、功率轉換率高，生產交效率高，可實現大規模工業化生產。
可在銹蝕及油污的金屬零件表面不經過噴砂等復雜的前處理工藝，直接進行等離子熔覆，工藝簡單；
等離子束能量密度高，基材表面與合金粉末同時熔化，保證了合金層與基材之間呈完全冶金結合，在沖擊載荷下不脫落；
采用先進的數字控制技術，可實現穩定批量生產?？蓪崿F中板、底板及槽幫上沿同時處理，補缺了其它設備不能完成的工作。
2.等離子熔覆技術關鍵點
（1）形成環狀負壓等離子束，減少粉末材料在等離子射流中的速度差異，并減少粉末散失。
（2）等離子發生器噴嘴周圍增加均壓環槽，獲得柔性等離子束，減小沖刷力，防止合金氧化，穩定弧柱。
（3）設計高放熱原位反應體系，通過添加 B、Si、Re 等元素，降低熔體粘度，提高流動性。
3.等離子束表面冶金層的金相組織與性能
4.等離子束表面冶金設備的主要構成
控制部分——控制各部件按照工藝參數穩定運行；
主電源——供給高空載電壓的大功率陡降外特性直流電；
等離子炬——轉移弧同步送粉柔性弧長壽命等離子炬；
送粉系統——與起滅弧無滯后同步開關送停粉寬參數；
炬水冷系統——恒溫冷卻等離子炬及電纜，有水壓保護；
機械傳動系統——按照實際工件專門設計；
工裝——按照實際工件專門設計。
5.等離子精細熔覆技術耐磨處理的技術特點與優勢
等離子熔覆技術是解決金屬表面耐磨、耐腐蝕、耐沖擊的最新技術方法?？梢源蠓忍岣呓饘倌湍バ阅?，同時可以達到修舊利廢，降低成本。
我們公司對刮板輸送機的易磨損部位如中部槽的中板、底板和槽幫鋼、機頭機尾的中板、底板、側幫等進行等離子熔覆強化處理后，可顯著地提高刮板輸送機的整體耐磨性能，使整機各功能部件達到了最佳匹配，提高了溜槽的使用壽命。該技術修復再制造的中部槽，過煤量超過進口中部槽，成本僅為25-30%，性價比高，正逐步替代進口耐磨合金鋼中部槽。
（1）等離子熔覆層具有以下技術特征：
——熔覆層厚度在1.5～2mm之間；
——熔覆層顯微硬度可達到HRC55以上；
——熔覆層與中板的結合強度高于耐磨焊條堆焊；
——等離子合金層表面平整無明顯凸點的凹坑；
——熔覆合金層磨擦系數比中板、底板降低50%；
——熔覆合金層耐酸耐鹽水腐蝕性是16Mn中板、底板的10倍以上。
（2）利用等離子熔覆技術對刮板輸送機中部槽進行耐磨強化處理后，可達到綜合提高使用效能之目的。主要體現在以下四個方面：
（a）中部槽的中板、底板、機頭機尾的中板、舌板為刮板輸送機運行過程中磨損速度最快的部分，磨損到一定程度后，便會因為強度不夠而報廢。對此，根據磨損部位及程度的不同，確定合適的熔覆參數，使用等離子熔覆耐磨強化技術進行耐磨處理，可使中板的耐磨壽命延長2倍以上。
（b）中部槽的槽幫兩端部位因為受到鏈條和刮板連接環的接觸磨擦，磨損較快。利用等離子熔覆強化設備，在槽幫的兩端進行熔覆處理，可顯著延長它的使用壽命，使用壽命可延長2倍以上。
（c）合金熔覆層間的磨擦系數約為中板、底板和槽幫鋼的50%，運行阻力大大減小，使刮板輸送機的運行能耗明顯降低，為煤礦生產節約了寶貴的電能。同時基本消除了擠鏈、壓溜等現象的發生。
（d）在煤礦井下，空間狹小，設備繁多，搬運、安裝和維修工作非常困難。經等離子熔覆強化技術耐磨處理后，壽命明顯延長，大大減少了搬運次數，同時減少了搬運過程中的安全隱患。
三、等離子精細熔覆技術與傳統耐磨工藝處理的技術比較
1.技術比較
2.等離子精細熔覆技術在本領域的競爭力表述
我們公司研究的等離子精細熔覆技術耐磨熔覆層以(Fe, Cr)7C3為主強化相，硬度達HRC55以上，采用美國ASTM-G65標準進行磨損試驗，熔覆層磨損失重僅為0.056g，同等試驗條件下球墨鑄鐵和瑞典Hardox450耐磨鋼的磨損量分別為3.1g和0.8g，耐磨性能分別提高54倍和13倍。該技術還可以根據需要加入CrC或WC強化相，以滿足不同的工況需求。采用該工藝制備的高溫耐磨層在700℃工況條件下的使用壽命為不銹鋼件的5-15倍，制備的耐腐蝕熔覆層性能優于鍍鉻層，按照ASTM-G48標準進行的點蝕試驗表明熔覆層的耐蝕性能為304不銹鋼的1.2～2倍。該技術與激光熔覆工藝相比具有單次熔覆層厚、冶金過程充分、無夾渣、可熔覆工件內孔等優勢；與電鍍硬鉻相比具有無Cr6+污染、熔覆層厚、高溫耐磨性能優越、與基體呈冶金結合、可根據需要靈活添加合金元素等優勢，與等離子噴涂比具有熔覆層厚、結構致密、無氣孔、夾雜和裂紋、與基體結合牢固等優點，該技術徹底摒棄了傳統工藝中的工藝簡陋、高耗能、重污染等所有弊端，可取代以上工藝而應用在大型柴油發動機缸套、油缸、液壓支架立柱等惡劣工況條件下的工件的強化，實現工藝連續化生產，消除二次污染，利用該技術在煤礦行業修復的液壓支架活塞桿項目，表面具有極高的耐磨耐蝕性能，是原來的10～20倍，硬度達到HRC40～60，大大延長了其使用壽命，該科技成果整體技術性能達到國際先進水平。
四、經濟性分析
1.等離子熔覆技術創新在循環經濟中的作用
該技術在柔性高溫等離子束流作用下，將合金粉末與基體表面迅速加熱并一起融化，混合、擴散、反應、凝固，等離子束離開后自激冷確，在基體表面形成一個耐磨合金層，從而實現表面的強化和硬化。通過對國內部分大公司的刮板運輸機中的中部槽和轉載機的技術修復，延長了其設備部件的使用壽命，減低零部件的使用量，符合循環經濟中的“減量化”原則；使其獲得新的使用性能，符合“再利用” 的原則；同時采用表面強化和修復技術，可以節約資源、減少排放對環境的污染， 符合“資源化”的原則。由此可以看出，等離子熔覆技術是金屬零部件在制造過程中“降低消耗、降低排放、提高效率”的重要手段，在循環經濟發展中有不可替代的位置。該技術通過進一步分析、研究、設計強化涂層，可最大限度的提高工礦機械、零部件的使用壽命，充分有效、合理的利用資源，將在汽車、電力、冶金、石油和機械等工業循環經濟領域中發揮節約資源、節能減排的重要作用。據國家權威部門統計，我國每年報廢的中部槽多達50～60萬節，若能全面推廣使用等離子熔覆工藝技術，可節省鋼材 610～712萬t，實現價值2140～2188億元。如今許多煤礦機械的生產廠家, 為了提高煤礦生產的可靠性, 將刮板輸送機中部槽的中板采用進口鋼板, 將厚度由25～30mm 提高到40～50mm，估計成本將增加1～2倍，一部普通刮板輸送機在運載60～80萬t煤之后就報廢了，稍大型刮板輸送機的中板采用厚度為50mm的進口鋼材,而該機的過煤量也只是在300萬t左右。按年全國煤炭產量20億t及采煤機械化平均水平45%統計,保守估計，采用等離子熔覆耐磨處理技術每年可為全國刮板輸送機減少磨損節省資金10～12億元。
“循環經濟、可持續發展”是國家經濟發展的方針和國策，以等離子熔覆技術為代表的表面強化與修復技術，有著廣闊的市場和發展前景。循環經濟作為減輕對自然資源的壓力和增強對生態環境保護的經濟發展模式，是人類社會實現經濟可持續發展的必然選擇，等離子熔覆技術及耐磨產品的問世正是填補了物質流動方向“資源---產品—再生資源”的閉環流動型，以“減量化、再利用、再循環”的反饋式流程，實現“高利用、低排放”，從根本上消除了長期以來經濟增長與環境資源之間的矛盾，既能減輕企業發展的成本壓力，實現加快經濟發展的目標，又能加快企業的流動性發展，還能最大限度的保護和利用好自然資源和環境，是工業化、城市化與生態化有機結合的根本途徑，是實現經濟與環境“雙贏”的最佳模式。當前，進行科學的規劃和布局，盡快提高我國表面強化工程的綜合能力，將在國家經濟新常態的經濟增長模式中發揮其更大的作用。
2.具體數據及分析
以某煤礦企業刮板運輸機中部槽和轉載機上的應用為例，耐磨技術采用nm-w-8金屬合金粉末，使用自動化機械手臂操作，使用專用等離子設備，根據實際溜槽磨損程度采用菱形焊接紋路，耐磨處理后大大提高了磨損嚴重中部槽的耐磨性，延長了使用壽命，成本大幅下降，處理后的熔覆層硬度達到HRC55以上，耐磨合金層表面與刮板鏈條摩擦形成光滑表面，摩擦系數減少，減輕了輸送煤炭時的運行阻力，降低了10%～30%的運行阻力，該煤礦企業刮板輸送機及轉載機購買總價款為3000萬元，刮板輸送機使用壽命一般為3年，采用該技術后，使用壽命延長了4～5年，增加了1.5倍左右，為企業節省了1500萬元費用，同時節省安裝搬家1500工時，節省電費近20萬元。等離子熔覆以高效率、低成本、熔覆層質量優異等綜合優勢得到合作各方好評。
五、等離子熔覆技術施工方案
檢驗標準：MT183-1988《刮板輸送機中部槽》和《煤礦機電設備檢修技術規范》執行。
具體耐磨處理步驟按排如下：
1.進場前需甲方提供相應的施工場地；免費提供水、電、住宿、行車、叉車、等運輸設備；
2.具備施工條件后供方安裝調試機器，并檢查統計需要修復的中部槽表面磨損情況；
3.清點現場，逐一整理分類所需耐磨處理中部槽，對需要修復的中部槽進行表面附著物清理；
4.對于中部槽中板中部鏈溝部分，先采用普通堆焊填平后再熔覆耐磨層；
5.溜槽槽幫、接口處做一道耐磨層； 前溜溜槽僅底板做耐磨處理；后溜溜槽中、底板及鏈溝做耐磨處理；
6.對于中板熔覆圖形采用菱形網格加強型熔覆層布置，熔覆層寬度8-10mm，熔覆層厚度為比母板高出1.5～2mm；詳見圖1，圖2；
7.中板兩側自動化設備達不到的死角，由手持設備做填補；中間鏈道部分做重點強化處理；
（8）槽幫鋼兩端頭（接口處）采用手持設備熔覆150-200 mm。
根據具體情況選擇合適的工藝參數：
粉末硬度：HRC55 以上；
熔覆曲線形式：菱形；
熔覆電流：200-450；
等離子弧高度：15-55mm；
熔覆速度：0.3-1.2m/min；
送粉量：4-10（送粉器數字表顯示值）；
大離子氣：5-15；
小離子氣：4-15；
送粉氣：4-18；
冷卻水設定溫度：15-25。
六、等離子精細熔覆技術處理效果展示
轉化果平臺咨詢電話：4001817969
