Panoramica della tecnologia di riporto di materiale duro con filo animato SAW
Principio di funzionamento e caratteristiche del processo
2.1 Principio di funzionamento
Nella saldatura ad arco sommerso (SAW) con filo animato, l'arco si forma tra l'estremità del filo e la superficie del substrato. Il flusso granulare che ricopre l'area dell'arco isola l'aria dal bagno di fusione e protegge il metallo fuso dall'ossidazione e dalla nitrurazione. La guaina metallica del filo animato si fonde sotto il calore dell'arco, mentre la polvere di lega all'interno dell'anima si fonde nel bagno di fusione, regolando la composizione chimica dello strato di rivestimento. Dopo il raffreddamento, la scoria formata dal flusso si solidifica sulla superficie della saldatura, che può essere facilmente rimossa, lasciando uno strato di rivestimento liscio e ad alta durezza.
2.2 Caratteristiche chiave del processo
Elevata efficienza di deposizioneLa saldatura SAW può utilizzare correnti elevate (tipicamente 300~800A) per la saldatura continua, la velocità di deposizione può raggiungere 8~12 kg/h, che è 2~3 volte superiore a quella della saldatura ad arco manuale, adatta alla produzione in serie di piastre antiusura di grandi dimensioni.
Composizione controllabile della legaIl filo animato può contenere diversi elementi che formano carburi, come cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno e niobio, che, regolando il contenuto di tali elementi, consentono di controllare con precisione la durezza e la resistenza all'usura dello strato di rivestimento. Rispetto al filo pieno, offre una maggiore flessibilità nella progettazione delle leghe.
Buona qualità di formaturaGrazie alla protezione del flusso ad arco sommerso, lo strato superficiale risulta uniforme e liscio, senza schizzi evidenti, e il carico di lavoro per la post-saldatura è ridotto. La profondità di penetrazione può essere regolata modificando i parametri di saldatura, consentendo di controllare efficacemente il grado di diluizione del substrato nello strato superficiale, garantendo la durezza e la resistenza all'usura di quest'ultimo.
Funzionamento automatico stabileL'intero processo può essere realizzato mediante operazioni meccanizzate e automatizzate, il che riduce i requisiti di competenza degli operatori e garantisce la costanza della qualità di ogni piastra antiusura.
Classificazione e prestazioni dei sistemi di leghe comuni
I fili animati SAW per la rivestitura di lamiere d'usura sono classificati principalmente in base alla loro composizione in lega, e i diversi sistemi di leghe corrispondono a diversi scenari applicativi e livelli di resistenza all'usura. Le classificazioni più comuni sono le seguenti:
| Sistema in lega | Principali elementi della lega | Intervallo di durezza (HRC) | Caratteristiche principali di prestazione | Applicazioni tipiche |
| Ghisa ad alto contenuto di cromo | Cr 15~30%, C 2~5%, piccole quantità di Mo, Ni, Nb | 55~65 | Eccellente resistenza all'usura abrasiva, certa resistenza agli urti, basso costo, sistema di leghe collaudato | Piastre antiusura generiche per miniere, rivestimenti per frantoi, rivestimenti per mulini per cemento, piastre per nastri trasportatori raschiatori |
| Composito di carburo di cromo | Cr 25~40%, C 3~6%, aggiunti V, W, Ti | 60~68 | Elevata frazione volumetrica di carburo duro, elevata resistenza all'usura abrasiva, tenacità leggermente scarsa | Scenari con elevato rischio di usura, come ad esempio attrezzature per la produzione di sabbia, denti per la frantumazione di minerali, piastre dentate per benne di escavatori. |
| Lega a basso tenore di carbonio tipo martensitica | Cr 4~10%, Mo 1~3%, Mn 1~2%, C 0,2~0,6% | 35~50 | Buona resistenza agli urti, buona resistenza alle cricche di saldatura, in grado di sopportare carichi d'urto elevati, moderata resistenza all'usura. | Lama del bulldozer, bordo della benna dell'escavatore, superficie di grandi pale da miniera che necessita di elevata resistenza agli urti |
| Tipo di carburo di niobio vanadio | Nb 10~20%, V 5~15%, Cr 10~15% | 62~68 | Carburo duro a grana fine, eccellente resistenza all'usura e buone prestazioni alle alte temperature. | Scenari di usura ad alta temperatura come piastre trasportatrici ad alta temperatura, rivestimenti di apparecchiature di sinterizzazione |
| Tipo composito rinforzato con ceramica | Sono state aggiunte particelle ceramiche come WC e TiC al nucleo in polvere. | 65~72 | Resistenza all'usura estrema, costo elevato | Scenari di usura estrema come i tamburi delle macchine da taglio per l'estrazione del carbone, i porta-puntelli delle fresatrici stradali |
Indicatori chiave di prestazione della piastra di usura
Le prestazioni della piastra di riporto antiusura vengono valutate principalmente in base ai seguenti indicatori chiave:
4.1 Durezza dello strato superficiale
La durezza è l'indicatore più elementare per misurare la resistenza all'usura. In generale, maggiore è la durezza, migliore è la resistenza all'usura abrasiva. La durezza delle lamiere di rivestimento antiusura presenti sul mercato si attesta per lo più tra 50 e 65 HRC, mentre prodotti speciali possono raggiungere valori superiori a 70 HRC. È importante notare che la prova di durezza deve essere eseguita dopo che lo strato di rivestimento si è stabilizzato, generalmente dopo aver rimosso lo strato superficiale di scorie e diluizione di 1-2 mm, per garantire l'accuratezza del risultato.
4.2 Tasso di diluizione
Il tasso di diluizione si riferisce alla proporzione dei componenti del substrato fuso miscelati nello strato di rivestimento. Un tasso di diluizione troppo elevato riduce il contenuto di elementi di lega nello strato di rivestimento, con conseguente diminuzione della durezza e della resistenza all'usura. Per il rivestimento duro SAW con filo animato, un controllo di processo adeguato può mantenere il tasso di diluizione entro il 10-20%, e il rivestimento multistrato può ridurre ulteriormente l'influenza della diluizione.
4.3 Resistenza alle crepe
La maggior parte degli strati di rivestimento resistenti all'usura sono costituiti da materiali ad alto tenore di carbonio e ad alta lega, che tendono a formare cricche di saldatura durante il raffreddamento. Una formulazione accurata del filo animato e il preriscaldamento prima della saldatura (generalmente a 150-300 °C a seconda del tipo di lega) possono ridurre efficacemente la tendenza alla formazione di cricche. Per le applicazioni che non richiedono la presenza di cricche sulla superficie della piastra di usura, è possibile optare per leghe a basso tenore di carbonio o formulazioni speciali resistenti alle cricche.
4.4acciaio al carbonio e la piastra di usura composita rinforzata può raggiungere più di 20 volteResistenza all'usura
L'indicatore più diretto per valutare le prestazioni della piastra antiusura è la resistenza all'usura relativa, ovvero il rapporto di perdita di massa tra la piastra antiusura testata e il campione standard nelle stesse condizioni di prova di usura. La resistenza all'usura della piastra di rivestimento in ghisa ad alto contenuto di cromo è generalmente 5-10 volte superiore a quella della ghisa a basso contenuto di cromo ordinaria.
Guida alla selezione per diversi scenari applicativi
Nella scelta del filo animato SAW per la riportatura di piastre antiusura, è necessario abbinarlo in base alla principale modalità di rottura del componente soggetto ad usura:
Usura abrasiva di basso impattoAd esempio, scivoli per materie prime di cemento, vagli per minerali, nastri trasportatori di sabbia. Si consiglia di selezionare filo animato ad alto contenuto di cromo con durezza 58~62 HRC, che offre un ottimo rapporto qualità-prezzo e soddisfa i requisiti di durata.
Forte impatto e usura abrasivaAd esempio, lame di bulldozer, benne di macchine edili, teste di martelli da miniera. È necessario che lo strato resistente all'usura abbia una certa tenacità pur essendo resistente all'usura, e si raccomanda di selezionare filo animato in lega martensitica con durezza 40~50 HRC per evitare il distacco e la fessurazione dello strato superficiale sotto impatto.
Condizioni di usura estremamente elevateAd esempio, componenti per macchinari per l'estrazione del carbone, piastre antiusura per fresatura nella costruzione di strade e rivestimenti per frantoi di minerale di ferro. Si consiglia di scegliere filo animato in composito di carburo di cromo o rinforzato con ceramica con durezza 62~68 HRC, che può prolungare significativamente la durata dei componenti, sebbene il costo sia elevato.
Usura ad alta temperaturaAd esempio, per i pallet delle macchine di sinterizzazione, le piastre dei nastri trasportatori dei forni a coke e le piastre per la lavorazione delle scorie metallurgiche. Si consiglia di scegliere filo animato in lega di niobio-vanadio, che mantiene un'elevata durezza e resistenza all'ossidazione a temperature di esercizio fino a 600℃.
Punti da tenere in considerazione nel processo di saldatura
Per ottenere piastre di riporto antiusura di alta qualità, è necessario controllare i punti chiave del processo di saldatura:
Preparativi prima della saldaturaLa superficie del substrato deve essere pulita da olio, ruggine e scaglie di ossido per evitare porosità e difetti di inclusione. Per substrati spessi e fili in lega alta, il preriscaldamento a 150~300℃ può ridurre le tensioni di saldatura ed evitare cricche.
Selezione dei parametriPer i comuni fili animati con diametro da 1,2 mm a 2,4 mm, la corrente di saldatura è generalmente compresa tra 250 e 600 A, la tensione di saldatura tra 28 e 38 V e la velocità di saldatura tra 300 e 600 mm/min. Maggiore è il diametro del filo, maggiore è la corrente corrispondente. Riducendo opportunamente la corrente di saldatura e aumentando la velocità di saldatura è possibile ridurre il tasso di diluizione del substrato.
Progettazione dello strato superficialeLo spessore dello strato resistente all'usura è generalmente progettato tra 3 e 12 mm. Per la rivestitura multistrato, la temperatura tra gli strati deve essere controllata in modo da non superare i 300 °C per evitare una crescita eccessiva dei grani che potrebbe compromettere le prestazioni. Per le piastre antiusura che necessitano di piegatura e post-lavorazione, la rivestitura deve essere eseguita sul substrato dopo la pre-piegatura per evitare la formazione di crepe causate dalla post-piegatura.
Trattamento post-saldaturaDopo la saldatura, il materiale deve essere raffreddato lentamente, soprattutto nel caso di fili ad alta lega, per evitare la formazione di crepe dovute a un raffreddamento rapido. Per i pezzi che richiedono un trattamento di distensione, è possibile eseguire una ricottura di distensione a 200-300 °C dopo la saldatura per eliminare le tensioni residue di saldatura.
Tendenza di sviluppo del settore
Negli ultimi anni, il filo animato SAW per la rivestitura di lamiere antiusura ha seguito le seguenti direzioni di sviluppo:
Primo,design in lega ad alte prestazioniUn numero sempre maggiore di applicazioni richiede una maggiore resistenza all'usura e una maggiore durata, pertanto lo sviluppo di fili rinforzati con materiali compositi come WC e TiC sta accelerando e la percentuale di fili in lega alta sul mercato aumenta di anno in anno.
Secondo,miglioramento senza crepe e ad alta tenacitàMolte applicazioni ingegneristiche richiedono che la superficie della piastra di usura non presenti crepe, il che promuove lo sviluppo di formulazioni a basso tenore di carbonio resistenti alle crepe, che bilanciano durezza e tenacità ottimizzando la proporzione della lega e il controllo della microstruttura.
Terzo,produzione ecocompatibileLa nuova generazione di filo animato riduce il contenuto di elementi nocivi come il cobalto e gli elementi radioattivi, e il flusso per arco sommerso corrispondente si sta evolvendo verso soluzioni a basso inquinamento e riciclabili, soddisfacendo così i requisiti della produzione ecocompatibile.
Quarto,sviluppo personalizzatoPer le diverse condizioni di usura dei vari settori, i produttori hanno lanciato sul mercato prodotti dedicati e segmentati, in grado di garantire un abbinamento prestazionale più preciso, evitando sprechi di prestazioni o una durata insufficiente causati dall'utilizzo di prodotti generici.
Presentazione dell'azienda
Tangshan Runxing Machinery Co., Ltd., un'azienda produttrice specializzata con sede a Tangshan, nella provincia di Hebei, che si concentra sulla ricerca e sviluppo, la produzione e i servizi di installazione in loco di prodotti metallici resistenti all'usura e rivestiti con materiali duri, è stata fondata nel 2010.
I nostri prodotti principali includono piastre antiusura con rivestimento in carburo di cromo (CCO), rivestimenti antiusura personalizzati, tubi e raccordi resistenti all'usura, fili per saldatura a filo animato per riporti duri, macchine automatiche per saldatura di riporti duri e un servizio professionale di riparazione mediante rullatura. Seguiamo la filosofia aziendale di "Integrità, Qualità Superiore, Innovazione e Sviluppo Sostenibile" e possediamo una tecnologia avanzata e consolidata per il rivestimento duro delle superfici metalliche.
Forniamo soluzioni personalizzate resistenti all'usura per le industrie del cemento, dell'acciaio, minerarie, portuali e di dragaggio in tutto il mondo e abbiamo acquisito un'ottima reputazione sul mercato in Russia e in Asia centrale.
Tutte le attività di esportazione sono pienamente autorizzate e gestite da Hebei Yuwan International Trade Co., Ltd. Questa società commerciale si occupa di tutte le fasi dell'esportazione, inclusi lo sdoganamento, la spedizione, la gestione della documentazione e l'incasso dei pagamenti. Il nostro stabilimento si concentra sullo sviluppo e sulla produzione dei prodotti per garantire una qualità costante e consegne puntuali.
Runxing Machinery auspica sinceramente di instaurare una collaborazione a lungo termine e di raggiungere un reciproco vantaggio con voi!
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