[发明专利]一种喷射式浆体冲蚀磨损试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及冲蚀磨损试验技术领域，尤其涉及一种喷射式浆体冲蚀磨损试验装置及其试验方法。

背景技术

磨损是金属零件失效的三种主要原因(磨损、腐蚀和疲劳)之一。它所造成的经济损失是十分巨大的，如美国1981年公布的数字，每年由于磨损而造成的损失高达1000亿美元。其中材料消耗约为200亿美元，相当于材料年产量的7％。由于材料耐磨性较差，我国大量基础零件的损失寿命普遍大幅度低于国外先进产品的水平，因此直接及间接的经济损失也是十分惊人的。仅就冶金矿山、农机、煤炭、电力、和建材五个工业部门不完全的统计，每年仅由于磨料磨损而需要补充的备件就达100万吨钢材，相当于15～20亿人民币。又如机械工业每年所用的钢材，约有一半是消耗在备件的生产上，而备件中的大部分是由于磨损寿命不高而失效的，如约40％的农机具备件是由于磨料磨损消耗的，约30％的锅炉钢管是由于腐蚀磨损失效的。叶片因高速作业，在循环热应力作用下，易发生因热疲劳而引起的热龟裂、表层剥落以及叶轮轴断裂、表面磨损等。

大型风机，是电站锅炉煤粉制造系统中输送煤粉的主要设备。而风机叶轮又是风机的“心脏”，风机叶轮在生产过程中受到煤粉的冲刷，造成磨损，当磨损积累到一定的程度，将严重影响风机的效率，引起风机震动，缩短风机的使用寿命，带来风机的频繁维修或更新，提高生产成本。目前修复风机叶轮的主要工艺方法有手工堆焊耐磨焊条粘贴陶瓷片和氧气、乙炔火焰喷等。这些方法，在一定程度上提高了风机的使用寿命，但也存在一些缺点，耐磨效果不太理想。热喷涂技术，特别是超音速喷涂技术，制备的涂层具有耐腐蚀、耐磨损的特性，是一种解决电力工业中大型风机叶轮耐腐蚀、耐磨损问题有效而经济的手段。风机输送含有5％～10％的煤粉的介质空气，在工作过程中，由于叶轮的转速高，煤粉颗粒易趋向于叶片的工作面，从而增大叶片的磨损(以冲蚀磨损为主)，因此，不但要求风机叶轮叶片表面的涂层，具有较高的结合强度，良好的耐磨性，而且，涂层与叶片基体也具有较好的结合强度。

除磨损失效外，具有涂层结构的轧辊还面临因涂层与基体结合不良而引起的剥落等失效形式。当涂层与基体存在气泡、夹渣、分层，常会在正常磨损失效之前，引发表面裂纹或表面剥落等失效。由于叶片在自身残余拉应力以及循环热应力影响下，涂层结合强度以及涂层表面成分均匀性不足引起轧辊涂层材料抗热冲击性能欠佳。有时，在实际制造轧辊过程中，涂层材料与基体结合不良时往往出现微裂纹，微裂纹在循环热应力条件下发生蔓延扩展，以致发生剥落，甚至辊身断裂。因此，涂层材料选择以及制备工艺是非常重要的影响因素。

涂层材料的应用，使风机叶片的磨损修复成为一种常规选择，但涂层材料的选择和喷涂厚度以及喷涂方法的确定需要组织批量的涂层材料样品库进行检测试验，因此，针对涂层材料样品库尺寸大，涂层平整度难以控制等特点，如果设计一个冲蚀磨损试验的装置，是技术人员需要考量的技术问题。

经检索，中国专利申请，公开号：CN205426702U，公开日：2018.08.03，公开了一种能够进行转动试验的摩擦磨损试验机，属于磨损试验机技术领域。该实用新型的摩擦磨损试验机，包括底座、固定在底座上的驱动机构和上夹具，所述的驱动机构包括依次相连的电机、减速机和传动轴，其中，待试验的下试件为圆环形且固定安装于传动轴的输出端，所述的上夹具对应设于下试件的上方，待试验的上试件与装夹块固定相连，且装夹块固定于上夹具的卡槽内。该实用新型是在现有往复式直线运动摩擦磨损试验机的基础上进行改进得到的，能够模拟不同形式摩擦副在不同接触状态下的旋转滑动磨损过程，从而能够更好地反映沉没辊滑动轴承轴套与轴瓦之间的实际磨损工况。该实用新型只能对沉没辊摩擦磨损进行试验，对于风机叶轮来说，其耐冲蚀磨损试验更为必要。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在冲蚀磨损试验中涂层材料样品库尺寸大，涂层平整度难以控制的问题，本发明提供了一种喷射式浆体冲蚀磨损试验装置及其试验方法。它通过采用浆体磨料，可以有效减小环境污染，实现多组试样同步检测，能大大提升冲蚀磨损分析效率以及检测精度。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：