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隧道风机叶片耐磨性的提高

  对叶片表而进行渗碳、渗硼、涂刷防磨涂料、喷焊耐磨合金等工艺处理,使金属表面形成硬而耐磨的保护层,可提高隧道风机叶片的抗磨性。
  常用的是叶片表而渗碳处理,使金属表面形成硬而耐磨的碳化铁层,并保持钢材芯部配韧性。由于钢材在组织状态呈奥氏体时,吸取碳的能力最强,所以在渗碳过程中,必须把隧道风机叶片加热到能使内部组织转变为奥氏体所需要跳温度。但温度不宜过高,否则,易引起晶粒变大和表面层含碳过高而出现脆性,致使叶片容易产生裂纹。
  一般渗碳温度应控制在900摄氏度左右。渗碳层越深,防磨效果越好,但脆性起大,叶片易断裂。实际渗碳时,渗碳层的厚度和部位,要根据叶片的厚度和磨损情况以及渗碳工艺来决定。
  一、叶片表面设防磨块
  由于粉尘粒子在磨损部位的基本运动方式是沿着隧道风机叶片的表面滑动或滚动,并对表面有一定的压力作用,在叶片工作面上沿轴向加装突出横条,可阻挡这种运动,改变粉尘粒子的运动方向,从而使粉尘粒子跳离叶片表面,如同气流在叶片工作面上形成一空气垫对其起保扩作用,可以延长风机使用寿命1—2倍。
  在叶片工作面上加装错列的突起小块,也能起到防磨柞用。隧道风机叶片加焊防磨小块后,应对风机叶轮作静平衡和动平衡校正,以保证叶轮运转平稳。对于小型风机,可不作动平衡校正,仅作静平衡校正。
  二、叶片表面加防磨衬板
  在叶片的易磨损区加防磨衬板或堆焊耐磨层,同样可防止叶片磨损。一般可在叶片工作面、非工作面、叶片头易磨损区加16Mn低合金衬板。工作面由于磨损严重,还可在衬板上堆焊耐磨层来提高其耐磨性能。如在叶片工作面的防磨衬板上可堆焊条状耐磨层,在叶片头的一定区域内堆焊3—5mm厚的耐磨层;非工作面磨损很小,仅加衬板即可。防磨衬板需要预制成与叶片形状一致,以免组装时产生焊接应力。在堆焊耐磨层之前,要对衬板进行除锈、预热处理,焊条要烘干,以防止耐磨层产生裂纹、气孔等缺陷。
  三、叶片表面粘接耐磨陶瓷
  陶瓷材料具有高耐磨、高耐腐蚀、低密度、低摩擦系数、高硬度的优点。在冲角较小时,陶瓷和金属、橡胶相比磨损最小。在隧道风机叶片表而粘接陶瓷材料,即在叶片易磨损部位粘挂厚度1.5mm陶瓷片,对提高叶片抗磨损能力非常有效。由于陶瓷片厚度小,对叶轮质量增加很小,不影响叶轮设计强度和隧道风机启动时的惯性矩。
  值得注意的是,陶瓷材料与钢材料的膨胀差大,叶片的工作温度不能太高;必须保证粘接的复合强度,防止耐磨陶瓷在运行中的脱落;要保证叶片表面平整,没有喷涂层。
  隧道风机叶片的头部一般磨损较为严重,提高叶片头部抗磨性能非常关键。采用由复合硼化铁组成的烧结硬质合金耐磨叶片前缘是一项有效措施。为了使隧道风机具有良好的空气动力性能,前缘刃口的外形应制造精确,耐磨刃口间以用扩散结合电子束焊接技术制造。
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