螺旋绞刀是砖瓦行业挤出机中的关键部件,其性能和状态对挤出产量和质量有重要影响。随着节能、节土、环保、绿色新型墙体材料的推广,硬质页岩、煤矸石及矿渣等材料被大量用于砖瓦行业生产。硬质页岩和煤矸石都含有大量的SiO2和Al3O2,其显微硬度大于2500HV。而目前常用绞刀耐磨材料主要以高铬为主,其显微硬度只有1500HV,远远低于物料硬度。磨料磨损不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的决定于材料硬度Hm和磨料中磨粒的硬度Ha比值,当Hm/Ha<0.8时,磨损进入高磨损区,因此在物料硬度不变的情况下,如何提高材料硬度,如何提高螺旋绞刀易磨损面硬度成为绞刀抗磨损的关键。北京固本科技有限公司根据螺旋铰刀的磨损形式及特点,选用高硬度碳化铌作为耐磨硬质相,开发出KB666螺旋耐磨堆焊药芯焊丝为螺旋绞刀堆焊材料。
一、螺旋绞刀常用堆焊材料
目前常用绞刀耐磨材料主要是堆焊焊条和一次性高铬铸造。常用绞刀堆焊焊条属于高铬Fe-Cr-C合金系,其耐磨性主要决定于焊条中的含铬量与含碳量,依靠堆焊层中铬与碳形成的Cr7C3作为耐磨硬质相抵抗磨损。但Cr7C3显微硬度较低,因此使用效果不理想,砖产量低。另外,由于目前焊条市场的不规范及恶性竞争,产品性能参差不齐,使用焊条还存在浪费严重、生产效率低的缺点。
一次性高铬铸造绞刀形式上与焊条有很大差异,但本质上都属于高铬Fe-Cr-C合金系,其耐磨性同样决定于合金中铬与碳含量。与高铬焊条相比,铸造绞刀单位厚度内的耐磨性基本不变。高铬铸造绞刀主要依靠增加绞刀易磨损部位厚度来增加其耐磨性,但厚度增加会导致铸造绞刀笨重,易断裂。与焊条堆焊绞刀相比,虽耐磨性有一定提高,但成本和能耗大幅度增加。根据文献及市场考察,铸造直径450绞刀约5000元左右,断裂及使用后无法焊接修复。
二、kb666螺旋耐磨堆焊药芯焊丝性能
KB666耐磨堆焊药芯焊丝使用碳化铌作为硬质相,碳化铌硬度大于2400HV,比刚玉还硬,耐磨性更强。另外,碳化铌摩擦系数小,含有碳化铌的KB666堆焊层在使用过程中更光滑,磨损量更小。KB666堆焊层硬度最高可以达到61HRC,平均硬度大于60HRC。实验结果表明,KB666螺旋耐磨堆焊药芯焊丝与高铬焊条和高铬铸造合金相比,由于高硬度碳化铌的加入,耐磨性得到很大的提高。
含碳化铌硬质相的KB666堆焊层在相同厚度相同磨损条件下,其耐磨性是高铬焊条与高铬铸铁的3~4倍。将北京固本KB666耐磨堆焊药芯焊丝用于天津某公司一分厂,实际运用结果与实验结果基本一致。天津某厂原使用高铬焊条,每周堆焊一次螺旋(直径450mm),每套螺旋堆焊时间约3d,堆焊层厚度在3mm~5mm,焊条利用率仅60%,堆焊一次产砖250万块~300万块。使用KB666耐磨堆焊药芯焊丝后,每月堆焊一次,每套螺旋堆焊时间1.5d~2d,堆焊层厚度相同,焊丝利用率可达到90%,堆焊一次产砖量700万块~1000万块,不仅提高了挤出机螺旋使用寿命和产砖量,还提高了绞刀堆焊效率,降低了堆焊强度,具有很大的现实意义和推广价值。