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挖泥船泥泵过流部件主要由泵壳、叶轮、前衬板和后衬板等组成。工作环境要求这些部件不仅要承受砂石磨损、卵石冲击,而且还要承受海水腐蚀、气蚀等。在港口、航(河)道的疏浚清淤过程中,国内生产的同类部件在实际应用中存在着耐磨、耐蚀性能差,使用寿命短等问题,所以挖泥船使用的泥泵主要进口美国、德国、荷兰的过流耐磨部件。
本文系统的分析了磨损的类型和影响因素,针对绞刀的磨损形式,根据绞吸挖泥船绞刀片工作条件及其磨损规律,提出了对绞刀片刀齿进行梯度耐磨堆焊的制造方法。从易损件再制造的基本原则出发,为增强绞刀片耐磨性,提高绞刀片寿命,根据挖泥船绞刀片疏浚作业工况对刀齿的耐磨性、工作可靠性的要求,对绞吸式挖泥船前段绞刀片进行了再制造设计。通过工艺性焊接实验选用FW-4102、FW-2103、FW-1102、TMD938四种高铬的耐磨合金焊条,再采用以FW-4102打底,FW-1102或FW2103过渡,FW-1102、FW-2103、TMD938盖面梯度化再制造工艺,分别与这四种焊条各自多层堆焊后的试样对比分析,从金相微观结构、焊接性状况、表面硬度、微观梯度硬度、和模拟泥沙疏浚工况的耐磨性测试实验五个方面出发,得出以FW4102打底,FW-2103盖面和FW-102进行打底焊接,FW1102过渡焊接,FW2103盖面两种方案的耐磨性最高,达到原有绞刀材料ZG35SiMn耐磨性的4至6倍,较好地解决了刀齿耐磨性与抗折断能力的矛盾。该工艺过程使绞刀片重量减轻、寿命延长、疏浚效率提高且使绞刀片具有良好的再制造性能。文中对比了再制造绞刀片与原绞刀片的性能特点,分析了再制造绞刀片梯度层的组织和性能特征,测试结果表明了再制造绞刀片具有优异的性能价格比。同时,对激光熔覆Fe基合金粉末和含WC的镍基合金粉末在45钢上修复制造工艺上的金相结构和梯度显微硬度做出分析,为激光熔覆在绞刀修复上的应用做出了探索性研究。
实验结果表明对于高碳高合金焊条过渡或盖面,其堆焊层数不宜过多,而且要严格控制层间温度200~300℃之间打底应选用韧性较好的焊材,盖面应选用抗冲击高硬度的焊材,能有效改善焊缝层组织性能,从而最终改善和提高堆焊层材料抗磨性能。