[發(fā)明專利]一種噴射式漿體沖蝕磨損試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710538415.8
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN107091773A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鳳國(guó)保;李志忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽威龍?jiān)僦圃炜萍脊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/56
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍,侯曄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沖蝕磨損試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種噴射式漿體沖蝕磨損試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

磨損是金屬零件失效的三種主要原因(磨損、腐蝕和疲勞)之一。它所造成的經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的，如美國(guó)1981年公布的數(shù)字，每年由于磨損而造成的損失高達(dá)1000億美元。其中材料消耗約為200億美元，相當(dāng)于材料年產(chǎn)量的7％。由于材料耐磨性較差，我國(guó)大量基礎(chǔ)零件的損失壽命普遍大幅度低于國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的水平，因此直接及間接的經(jīng)濟(jì)損失也是十分驚人的。僅就冶金礦山、農(nóng)機(jī)、煤炭、電力、和建材五個(gè)工業(yè)部門不完全的統(tǒng)計(jì)，每年僅由于磨料磨損而需要補(bǔ)充的備件就達(dá)100萬(wàn)噸鋼材，相當(dāng)于15～20億人民幣。又如機(jī)械工業(yè)每年所用的鋼材，約有一半是消耗在備件的生產(chǎn)上，而備件中的大部分是由于磨損壽命不高而失效的，如約40％的農(nóng)機(jī)具備件是由于磨料磨損消耗的，約30％的鍋爐鋼管是由于腐蝕磨損失效的。葉片因高速作業(yè)，在循環(huán)熱應(yīng)力作用下，易發(fā)生因熱疲勞而引起的熱龜裂、表層剝落以及葉輪軸斷裂、表面磨損等。

大型風(fēng)機(jī)，是電站鍋爐煤粉制造系統(tǒng)中輸送煤粉的主要設(shè)備。而風(fēng)機(jī)葉輪又是風(fēng)機(jī)的“心臟”，風(fēng)機(jī)葉輪在生產(chǎn)過程中受到煤粉的沖刷，造成磨損，當(dāng)磨損積累到一定的程度，將嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)的效率，引起風(fēng)機(jī)震動(dòng)，縮短風(fēng)機(jī)的使用壽命，帶來(lái)風(fēng)機(jī)的頻繁維修或更新，提高生產(chǎn)成本。目前修復(fù)風(fēng)機(jī)葉輪的主要工藝方法有手工堆焊耐磨焊條粘貼陶瓷片和氧氣、乙炔火焰噴等。這些方法，在一定程度上提高了風(fēng)機(jī)的使用壽命，但也存在一些缺點(diǎn)，耐磨效果不太理想。熱噴涂技術(shù)，特別是超音速噴涂技術(shù)，制備的涂層具有耐腐蝕、耐磨損的特性，是一種解決電力工業(yè)中大型風(fēng)機(jī)葉輪耐腐蝕、耐磨損問題有效而經(jīng)濟(jì)的手段。風(fēng)機(jī)輸送含有5％～10％的煤粉的介質(zhì)空氣，在工作過程中，由于葉輪的轉(zhuǎn)速高，煤粉顆粒易趨向于葉片的工作面，從而增大葉片的磨損(以沖蝕磨損為主)，因此，不但要求風(fēng)機(jī)葉輪葉片表面的涂層，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，良好的耐磨性，而且，涂層與葉片基體也具有較好的結(jié)合強(qiáng)度。

除磨損失效外，具有涂層結(jié)構(gòu)的軋輥還面臨因涂層與基體結(jié)合不良而引起的剝落等失效形式。當(dāng)涂層與基體存在氣泡、夾渣、分層，常會(huì)在正常磨損失效之前，引發(fā)表面裂紋或表面剝落等失效。由于葉片在自身殘余拉應(yīng)力以及循環(huán)熱應(yīng)力影響下，涂層結(jié)合強(qiáng)度以及涂層表面成分均勻性不足引起軋輥涂層材料抗熱沖擊性能欠佳。有時(shí)，在實(shí)際制造軋輥過程中，涂層材料與基體結(jié)合不良時(shí)往往出現(xiàn)微裂紋，微裂紋在循環(huán)熱應(yīng)力條件下發(fā)生蔓延擴(kuò)展，以致發(fā)生剝落，甚至輥身斷裂。因此，涂層材料選擇以及制備工藝是非常重要的影響因素。

涂層材料的應(yīng)用，使風(fēng)機(jī)葉片的磨損修復(fù)成為一種常規(guī)選擇，但涂層材料的選擇和噴涂厚度以及噴涂方法的確定需要組織批量的涂層材料樣品庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，因此，針對(duì)涂層材料樣品庫(kù)尺寸大，涂層平整度難以控制等特點(diǎn)，如果設(shè)計(jì)一個(gè)沖蝕磨損試驗(yàn)的裝置，是技術(shù)人員需要考量的技術(shù)問題。

經(jīng)檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)，公開號(hào)：CN205426702U，公開日：2018.08.03，公開了一種能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，屬于磨損試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該實(shí)用新型的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括底座、固定在底座上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和上夾具，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次相連的電機(jī)、減速機(jī)和傳動(dòng)軸，其中，待試驗(yàn)的下試件為圓環(huán)形且固定安裝于傳動(dòng)軸的輸出端，所述的上夾具對(duì)應(yīng)設(shè)于下試件的上方，待試驗(yàn)的上試件與裝夾塊固定相連，且裝夾塊固定于上夾具的卡槽內(nèi)。該實(shí)用新型是在現(xiàn)有往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)得到的，能夠模擬不同形式摩擦副在不同接觸狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)磨損過程，從而能夠更好地反映沉沒輥滑動(dòng)軸承軸套與軸瓦之間的實(shí)際磨損工況。該實(shí)用新型只能對(duì)沉沒輥摩擦磨損進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)于風(fēng)機(jī)葉輪來(lái)說(shuō)，其耐沖蝕磨損試驗(yàn)更為必要。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在沖蝕磨損試驗(yàn)中涂層材料樣品庫(kù)尺寸大，涂層平整度難以控制的問題，本發(fā)明提供了一種噴射式漿體沖蝕磨損試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。它通過采用漿體磨料，可以有效減小環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)多組試樣同步檢測(cè)，能大大提升沖蝕磨損分析效率以及檢測(cè)精度。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：