[发明专利]一种矿用刮板机齿轨抗磨复合涂层及制备方法

说明书

一种矿用刮板机齿轨抗磨复合涂层及制备方法，属于抗磨复合涂层技术领域，可解决矿用刮板机齿轨存在的严重磨损问题，采用激光熔覆技术在刮板机齿轨工作表面熔覆一层抗磨复合涂层。所述涂层为一种铁合金抗磨复合涂层，其成分和相应的质量配比为30.0‑50.0%的铁粉、35.0‑45.0%的铬粉、8.0‑15.0%的钼粉、1.0‑2.5%的硼粉和3.0‑11.0%的碳化铌。抗磨涂层与齿轨表面为冶金结合，采用碳化铌陶瓷颗粒提高涂层的抗磨损性能。抗磨复合涂层在重载、三体磨损和干摩擦条件下表现出优异的抗冲击和抗磨损性能。本发明工艺简单，制备成本低，工作寿命长，可对磨损失效的刮板机齿轨进行现场快速修复，提升生产效率。

技术领域

本发明属于抗磨复合涂层技术领域，具体涉及一种矿用刮板机齿轨抗磨复合涂层及其制备方法。

背景技术

煤矿机械工作过程中属于部件失效引起的事故占总数的80-90%，因零件磨损造成的事故占其中的80%左右。煤矿井下采煤机的行走是通过自身的行走齿轮啮合刮板机的齿轨提供行走的动力。工作过程中齿轨主要受到导向滑靴的侧向力、采煤机牵引力、采煤机自身部分重力等，受力情况复杂。然而刮板机齿轨和采煤机行走齿轮的工作面为一开放结构，润滑油及润滑脂在水等介质的冲刷下难以长久存在，且容易造成环境污染，另外外部煤粉的进入造成三体磨损。因此齿轨的接触面极易造成严重的磨损，造成零件失效，导致采煤机无法正常行走，更换时间长，导致采煤工作直接中断，严重影响经济效益。

根据刮板机齿轨的服役条件，如何采取有效的技术方式提高刮板机齿轨的耐磨性，降低制造成本、延长其服役寿命，已成为本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明针对矿用刮板机齿轨存在的严重磨损问题，提供一种硬度高、耐磨性优异及维护成本低的适用于矿用刮板机齿轨的铁合金抗磨复合涂层。

本发明采用如下技术方案：

一种矿用刮板机齿轨抗磨复合涂层，所述涂层为铁合金涂层，包括如下质量百分数的组分：30.0-50.0%的铁粉、35.0-45.0%的铬粉、8.0-15.0%的钼粉、1.0-2.5%的硼粉和3.0-11.0%的碳化铌粉。

进一步地，所述铁粉、铬粉和钼粉为球形粉末，粒度为40-65μm，硼粉和碳化铌粉的粒度为20-70μm。

进一步地，所述涂层的厚度为1-4mm。

一种矿用刮板机齿轨抗磨复合涂层的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将刮板机齿轨表面或者磨损部分使用磨片机打磨，使用丙酮或者酒精对表面再次进行清洁；

第二步，按比例称取铁粉、铬粉，钼粉、硼粉和碳化铌粉，行星式球磨机中混合均匀，然后将混合均匀的粉末放置于送粉桶，采用激光同步熔覆方法熔覆涂层，熔覆过程中采用氩气作为保护气体，熔覆参数如下：激光功率为1000-4500w，熔覆速率为4-7mm/s，光斑直径为2mm，搭接率采用35-50%，送粉量为0.3r/min-2r/min。

本发明的有益效果如下：

本发明上述所提供的一种矿用刮板机齿轨抗磨复合涂层及制备方法的技术方案，解决了矿用刮板机齿轨在重载、无油润滑、三体磨损及干摩擦服役工况下，矿用刮板机齿轨严重磨损及更换时间长的技术难题，并对其硬度和磨损率进行测试。其中，采用维氏硬度计测试抗磨复合涂层的硬度；通过磨损实验测试抗磨复合涂层的磨损率。摩擦副采用42CrMo球，直径6mm，加载的赫兹应力分别为1.06GPa、1.30GPa和1.50GPa，滑动速度设定为0.20m/s，实验重复三次，保证实验数据的重现性，结果取得了令人满意的效果，与现有的42CrMo合金相比，本发明提供的抗磨复合涂层使刮板机齿轨的耐磨性明显提升，降低了制造成本、延长其服役寿命，缩短了维修时间。可对刮板机齿轨进行现场修复。

具体实施方式

实施例1