前言

作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快的發(fā)展中國(guó)家，最近20多年來，中國(guó)的市場(chǎng)潛力受到世界矚目，中國(guó)粉磨技術(shù)也在飛速發(fā)展中。以水泥企業(yè)為例，2010年水泥粉磨企業(yè)共2073家，新型干法水泥生產(chǎn)線達(dá)1323條，粉磨能力9.2億噸，產(chǎn)量6.1億噸，占水泥產(chǎn)量的32.6%，粉磨能力發(fā)揮率66.3%；年粉磨實(shí)物煤18526萬噸，粉磨生料19.5億噸，粉磨水泥18.8億噸。

在電力能源供給上，中國(guó)有超過500家的火力發(fā)電廠，其中以中速磨煤機(jī)作為煤粉制備系統(tǒng)的電廠占到50%以上，全國(guó)運(yùn)行著的立式磨煤機(jī)2000臺(tái)，每天都會(huì)粉磨上萬噸煤粉。

這些粉磨系統(tǒng)中，無論是傳統(tǒng)的管磨機(jī)，還是立磨、輥壓機(jī)等主機(jī)配置的粉磨系統(tǒng)，其耐磨件都必須具備與系統(tǒng)相適應(yīng)的抗磨損性能。硬面堆焊技術(shù)正是隨著各行業(yè)抗磨損需求的快速增長(zhǎng)而迅速發(fā)展起來的，并成為金屬耐磨材料表面硬化最經(jīng)濟(jì)可行的方法之一。

本文將圍繞建材、電力工業(yè)用立式磨機(jī)磨輥和磨盤、輥壓機(jī)擠壓輥等耐磨件的抗磨損問題進(jìn)行闡述。

1 硬面堆焊技術(shù)的推廣應(yīng)用背景及市場(chǎng)空間

中國(guó)的硬面堆焊產(chǎn)業(yè)是最近10年才發(fā)展起來的，在這個(gè)歷程中，北京嘉克新興科技有限公司扮演了重要的角色--1999年，嘉克研制的首臺(tái)離線自動(dòng)堆焊設(shè)備為大連華能電廠堆焊了第一批磨輥；2000年，嘉克研制的首臺(tái)在線自動(dòng)堆焊設(shè)備為綏中電廠在線堆焊了第一臺(tái)磨煤機(jī)磨輥，均獲得了令人滿意的耐磨性能和使用壽命。此后，采用硬面堆焊技術(shù)提高耐磨件使用壽命的努力就從沒有停止過！

十多年來，立磨用戶對(duì)堆焊技術(shù)的認(rèn)識(shí)在加深、觀念在改變，從磨輥堆焊到磨盤堆焊，從離線堆焊到在線堆焊，從堆焊電廠中速磨煤機(jī)耐磨件發(fā)展到堆焊水泥、冶金行業(yè)的生料立磨、熟料立磨和礦渣立磨耐磨件，從單一磨型到幾乎所有型號(hào)立磨均可堆焊，直至發(fā)展到電廠全機(jī)組6臺(tái)磨煤機(jī)同時(shí)在線施焊……這一系列的技術(shù)進(jìn)步是中國(guó)粉磨設(shè)備用戶和堆焊服務(wù)企業(yè)共同努力、不斷探索的成果！

十多年來，北京嘉克用數(shù)百個(gè)成功的硬面堆焊案例改變了絕大多數(shù)人包括德國(guó)知名磨機(jī)生產(chǎn)廠家所認(rèn)為的“高鉻鑄鐵不能堆焊”的舊有觀念，讓更多的社會(huì)層面、更多行業(yè)的用戶接受和認(rèn)同了這一技術(shù)，包括很多國(guó)際知名的焊材生產(chǎn)商如德國(guó)VAUTID、CORODUR、美國(guó) STOODY等都在積極開拓中國(guó)硬面堆焊市場(chǎng)。

多年來，中國(guó)電力、水泥、冶金業(yè)的產(chǎn)能均居世界首位，這給堆焊行業(yè)帶來了良好發(fā)展機(jī)遇，中國(guó)從事耐磨堆焊技術(shù)的企業(yè)遍地開花，逐漸形成了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。

今天，選擇堆焊作為立磨耐磨件表面處理和強(qiáng)化的手段，提高耐磨件的耐磨性能，從而獲得最佳減磨效果和最大經(jīng)濟(jì)效益，已成為廣大用戶解決耐磨件備件的首選方式之一，并在環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源、節(jié)能降耗等方面也取得了明顯效益。

2 硬面堆焊技術(shù)介紹及其主要影響因素

硬面堆焊是通過在耐磨件表面堆焊一層或多層耐磨合金材料，對(duì)磨損后的部件進(jìn)行堆焊再制造，以有效提高工件耐磨性能，延長(zhǎng)其使用壽命。具體包括電力行業(yè)立式磨煤機(jī)磨損后的磨輥/磨盤襯板；水泥建材行業(yè)中原料立磨、熟料立磨、礦渣立磨、煤立磨的磨輥/磨盤襯板堆焊、破碎機(jī)錘頭、輥壓機(jī)擠壓輥的堆焊再制造等。

相對(duì)于鑄造而言，堆焊發(fā)展較晚，堆焊技術(shù)的發(fā)展是隨著尺寸不斷增大的鑄件其制造難度和熱處理難度越來越高發(fā)展而來。因?yàn)榇蟪叽绲哪湍ゼ獙?shí)現(xiàn)由里到外均勻的耐磨性能非常困難。但是堆焊過程可以解決這一難題，它將鑄造過程微觀化、微細(xì)化，把一個(gè)大的鑄造分解成無數(shù)小的鑄造，這樣，每個(gè)微觀熔池都可以很容易達(dá)到最終工件要求的強(qiáng)度、硬度、韌性等微觀指標(biāo)。當(dāng)然，對(duì)于復(fù)合堆焊工件而言，如果要求成品具有很好的整體質(zhì)量，就要求其鑄造和堆焊的質(zhì)量都很高。

耐磨件的抗磨損性能是由材質(zhì)性能決定的，它包括金屬材質(zhì)的化學(xué)成分、基體組織結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、韌性、塑性和脆性，其中金屬材料的表面硬度對(duì)磨損的影響尤為顯著，這也是用戶普遍關(guān)心的問題。此外，材料的基體組織也非常重要。要提高耐磨性，除提高組織中基體材料的硬度外，更重要的是通過適當(dāng)?shù)亩押腹に噥慝@得最佳的碳化物硬度、尺寸和分布狀態(tài)。

為此，有針對(duì)性地制定堆焊工藝是最終效果的有效保證。制定堆焊工藝要考慮的原則包括：能達(dá)到或超過原磨損件的技術(shù)特征、符合適用工作環(huán)境和條件、與基體結(jié)合的力學(xué)性能、對(duì)基體的影響、堆焊層厚度的設(shè)計(jì)和控制、適宜的焊材和設(shè)備。

堆焊工藝參數(shù)包括焊材直徑、焊道寬度、堆焊速度、堆焊量、焊接電流、電弧電壓、層間溫度、焊絲伸出長(zhǎng)度和傾角、硬度、堆焊厚度偏差值、圓形磨損件焊后橢圓度、裂紋允許深度與長(zhǎng)度、邊緣堆焊留量以及工件溫度等。

3 耐磨堆焊實(shí)踐中的幾個(gè)問題探討

3.1 舊品壽命評(píng)估和堆焊后壽命預(yù)測(cè)

耐磨件堆焊質(zhì)量是堆焊施工中設(shè)備、人員、材料、工藝、檢驗(yàn)、環(huán)境、安全等綜合因素的體現(xiàn)，尤其是對(duì)于耐磨件舊品的堆焊再制造而言。