表面技術(shù)在冶金設(shè)備制造與維修中的運用分析

李尊善

（寶武重工有限公司鋼結(jié)構(gòu)工程分公司，安徽 馬鞍山 243000）

目前隨著我國金屬制造工藝的不斷發(fā)展，表面技術(shù)在冶金設(shè)備的制造以及維修過程中的應(yīng)用范圍越來越廣泛。表面技術(shù)就是通過對于冶金制造設(shè)備的外表面進行涂層施工，有效地改變冶金設(shè)備的表面狀態(tài)，以及化學(xué)成分，不僅能夠在一定程度上提高冶金設(shè)備的美觀程度，還能夠有效的防御外界環(huán)境對冶金設(shè)備所帶來的破壞和影響。同時，通過將表面技術(shù)應(yīng)用在冶金設(shè)備的制造以及后期的維修過程中，不僅能夠延長冶金設(shè)備的使用壽命，還能夠有效地保障冶金設(shè)備的正常運行。

1 表面技術(shù)的概念

在傳統(tǒng)意義上，表面技術(shù)其實就是一種表層材料的加工技術(shù)，通過運用化學(xué)方法，例如離子焊接、火焰噴焊、噴涂工藝、滲透技術(shù)等方法來改變設(shè)備的表面材料性能。除此之外，可以改變設(shè)備表層的金屬形態(tài)，從而有效的優(yōu)化設(shè)備表面材料的組織結(jié)構(gòu)，提高表面材料的化學(xué)性能。從實際的運用效果上來看，表面技術(shù)其實就是在設(shè)備的表面形成了一層防護膜，讓設(shè)備具有一定的抗腐蝕性、抗高溫和抗氧化的能力。能夠讓設(shè)備在高溫或特殊條件下也正常運行，與此同時，表面技術(shù)還可以提高設(shè)備的物理性能，甚至能夠起到降低設(shè)備噪音的作用，這種技術(shù)能夠有效地延長設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的使用性能。表面技術(shù)最為明顯的優(yōu)勢就是在應(yīng)用的過程中，能夠使設(shè)備的表面具備功能性的涂層，并且涂層整體并不會對設(shè)備的運行帶來影響。使用表面技術(shù)為設(shè)備形成外表面涂層，并不會對設(shè)備的外觀帶來較大的影響，通常來說，在設(shè)備表面形成的涂層較薄，甚至可以達到微米級別的厚度，但是就是這層防護涂層就可以有效的優(yōu)化設(shè)備的使用性能。對冶金設(shè)備采用表面處理技術(shù)，能夠有效地優(yōu)化冶金設(shè)備的使用性能，讓冶金設(shè)備在使用的過程中發(fā)揮出其應(yīng)有的價值。

2 冶金行業(yè)的范圍以及發(fā)展的特點

目前隨著我國工業(yè)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，冶金行業(yè)也得到了突破性的進展。而在我國，許多煉鋼以及采礦的作業(yè)現(xiàn)場，必須要采用一些小型的冶金設(shè)備輔助加工才能夠延長主體設(shè)備的使用壽命，提高加工的效率和質(zhì)量。在冶金行業(yè)制造的過程中，需要運用到多種材料技術(shù)，在進行表面材料加工技術(shù)之前必須要根據(jù)冶金設(shè)備的實際狀況來選擇合適的材料，才能夠保障材料技術(shù)能夠得到有效地應(yīng)用。例如冶金加工通常會在高溫高壓等特殊條件下進行。因此，在選擇材料時，就需要選擇一些抗壓性強，耐久性好的材料加以利用。冶金設(shè)備在運用的過程中最明顯的特征就是具有較大的體積和重量，冶金設(shè)備是由多種混合材料所構(gòu)成的，在制造的過程中，組合零件也較多。由于冶金設(shè)備的特殊使用性能，在制造時可能會需要制造不同的零件區(qū)域部位，例如軸類組合設(shè)備或齒輪運動設(shè)備，這些組合設(shè)備在運用的過程中，通常都會受到嚴(yán)重的磨損，因此，需要選擇一些耐磨抗壓的表面材料。如果冶金設(shè)備在使用的過程中發(fā)生了故障或磨損，在進行維修時，只應(yīng)用單一的維修技術(shù)很難完全修復(fù)設(shè)備的故障區(qū)域，這就需要采用多種修復(fù)工藝，才能夠?qū)υO(shè)備的故障區(qū)域進行修補。除此之外，很多冶金設(shè)備需要在高溫條件下運行，通常這些溫度都處在400℃到1000℃之間，因此在生產(chǎn)部分冶金設(shè)備時，必須要注重選擇耐高溫性的材料，才能夠提高設(shè)備的整體使用壽命。而傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)，在冶金設(shè)備維修以及制造過程中的應(yīng)用效果并不理想，只有不斷加強表面處理技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，才能夠加強表面處理技術(shù)，在冶金設(shè)備制造與維修過程中的應(yīng)用，不斷提高設(shè)備的耐久性，能讓冶金設(shè)備的使用效果更加理想。

3 表面處理技術(shù)在冶金設(shè)備維修與制造過程中的具體應(yīng)用

近年來，隨著我國表面處理技術(shù)的工藝不斷發(fā)展，新型的激光噴涂技術(shù)、超音速噴涂技術(shù)、等離子表面處理技術(shù)等先進的表面處理工藝已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的電鍍式表面處理技術(shù)。這些新型技術(shù)的創(chuàng)新，讓表面處理技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，并且應(yīng)用的效果更加理想。例如在使用的過程中，采用等離子表面處理技術(shù)，能夠讓冶金設(shè)備的金屬零件表面等離子束的高溫作用下，在短時間內(nèi)形成與離子束流區(qū)域范圍相同的熔池，然后應(yīng)用合金表面材料均勻地噴灑在離子束的范圍內(nèi)，這些材料通過高溫加熱后，能夠與冶金設(shè)備的金屬零部件表面發(fā)生混合作用，當(dāng)溫度降低時，就能夠凝固在冶金設(shè)備金屬零部件的表面，形成非常牢固的表面涂層。有效地提高了冶金設(shè)備零部件的抗摩擦能力，并且操作流程較為簡潔。

3.1 不同冶金設(shè)備制造與維修技術(shù)的具體應(yīng)用

在冶金工藝制造的過程中軋輥和輸送輥是最為常見的冶金基礎(chǔ)設(shè)備，并且在整個冶金行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了有效地提高冶金工藝的質(zhì)量以及效率，必須要保障軋輥和輸送輥的整體質(zhì)量以及應(yīng)用性能。在此過程中，可以對扎輥和輸送輥這兩種設(shè)備采用等離子束表面處理技術(shù)或超音速噴涂技術(shù)來對設(shè)備表面進行處理或維修。

3.1.1 等離子束表面施工技術(shù)的運用

等離子束表面施工技術(shù)在冶金設(shè)備的制造以及維修過程中，主要是利用了高頻率的放電原理來對冶金設(shè)備的表面部件進行焊接，通過這項表面處理技術(shù)，能夠有效地修補冶金設(shè)備表面的磨損部位確保冶金施工設(shè)備的完整性，同時還能夠有效地強化冶金施工設(shè)備的使用性能，在一定程度上提高冶金設(shè)備的抗腐蝕能力、抗壓性能、抗摩擦性能等。在冶金設(shè)備制造與維修的過程中，常見的表面施工材料主要有含鐵合金粉末、含鎳合金粉末和復(fù)合性合金粉末。

3.1.2 超音速噴涂技術(shù)的應(yīng)用

超音速噴涂技術(shù)主要是將經(jīng)過預(yù)熱的合金粉末涂層進行，再加熱當(dāng)溫度加熱到1000℃以上時，就能夠使合金粉末涂層中的顆粒融化，然后應(yīng)用到冶金設(shè)備的表面。這種技術(shù)可以讓冶金設(shè)備的表面涂層形成硼化物質(zhì)和硅化物質(zhì)。同時，高溫處理技術(shù)還能夠讓金屬粉末中的顆粒與冶金設(shè)備的表面實現(xiàn)高效的融合。例如應(yīng)用超音速火焰噴涂羰基碳化鎢合金材料，將高溫處理過后的合金材料應(yīng)用在鍍鋅輥表面的強化工藝中，這種技術(shù)通常在冶金設(shè)備的軋輥和輸送輥的制造與維修過程中應(yīng)用較多。

3.1.3 表面激光處理技術(shù)

表面激光處理技術(shù)也是冶金材料表面處理技術(shù)的常見方法之一。這種方法主要是利用激光照射表面材料被照射的表面材料，通過吸收激光中傳遞的熱能得到溫度的提升，能夠在較短的時間內(nèi)表面結(jié)構(gòu)發(fā)生融化現(xiàn)象，然后通過快速冷卻實現(xiàn)表面結(jié)構(gòu)與合金材料的融合。表面激光處理技術(shù)經(jīng)常被運用在碳素體灰鐵、合金鋼、鋁合金等表面材料的應(yīng)用過程中。

等離子束表面冶金技術(shù)與超音速噴涂技術(shù)的方法操作流程較為簡潔，通過采用這種表面施工技術(shù)，能夠讓冶金設(shè)備的零部件具備優(yōu)良的性能。目前我國國內(nèi)冶金設(shè)備中的軋輥和輸送輥在制造與維修的過程中，經(jīng)常會運用到這種表面施工技術(shù)，通過表面施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠優(yōu)化軋輥和輸送輥的性能，滿足了施工行業(yè)對于設(shè)備的基本要求[1]。

3.2 表面技術(shù)在冶金設(shè)備其他方面的具體應(yīng)用

由于冶金設(shè)備使用的條件較為特殊，因此在使用的過程中，其表面必須要具備較好的抗腐蝕能力以及抗磨損性能。目前在一些條件較為極端的工作環(huán)境下，鎳、鐵等合金材料在冶金設(shè)備的運用過程中，都不能夠?qū)崿F(xiàn)較好的抗腐蝕以及耐摩擦性能，而通過不斷地研究，我們發(fā)現(xiàn)如果在冶金設(shè)備的制造與維修過程中添加一定量的碳化鎢金屬合金粉末就能夠有效地提高冶金設(shè)備的耐腐蝕能力，以及耐摩擦性能，除此之外，還能讓冶金設(shè)備的表面具有一定的柔韌性。在目前的冶金設(shè)備制造以及維修的過程中，碳化鎢合金粉末已經(jīng)成為了一種新型的表面強化材料，被廣泛的應(yīng)用在冶金設(shè)備的軋輥以及輸送輥表面加固工藝中。除此之外，還在這種復(fù)合粉末的基礎(chǔ)上添加了，具有潤滑能力的復(fù)合性粉末以及耐高溫和隔熱能力的復(fù)合性粉末，不斷提高了冶金設(shè)備的使用性能，讓冶金設(shè)備在極端施工條件下也能夠得到良好的運用。近年來，國際上還研究出一種表面控制鍛造技術(shù)，這種技術(shù)可以在表面塑形，冷卻的過程中，利用碳化釩這種合金材料來強化冶金設(shè)備的零件部位。這種合金材料的應(yīng)用，能夠在一定程度上減輕冶金設(shè)備的整體重量，在未來的發(fā)展過程中，這種表面施工技術(shù)將會實現(xiàn)冶金設(shè)備的小型化發(fā)展[2]。

4 結(jié)語

綜上所述，通過表面技術(shù)能夠?qū)σ苯鹪O(shè)備的表面形成保護層，有效地提高了冶金設(shè)備的使用性能。并且能讓冶金設(shè)備在一些極端施工環(huán)境下也能夠得到良好的運用，有效地提高了冶金設(shè)備的抗腐蝕、抗摩擦，以及抗壓性能。同時也為行業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高提供了技術(shù)支撐。在未來，我們將會進一步加強對表面技術(shù)的研究和運用，提高冶金設(shè)備對于表面技術(shù)的應(yīng)用效率，不斷推動冶金設(shè)備的小型化以及輕量型發(fā)展。