一种密炼机无裂纹耐磨合金堆焊工艺的制作方法

[0001]
本发明属于密炼机合金堆焊技术领域，具体涉及一种密炼机无裂纹耐磨合金堆焊工艺。


背景技术：

[0002]
橡胶产业是国民经济中不可缺少的重要支柱产业，“密炼机”是橡胶产业的核心设备之一，发展“密炼机”对橡胶行业发展有重大意义。目前国内市场上使用的密炼机大约4000台，捏炼机10000台，每年随着橡胶产业的发展，需求的数量在不断上升。随着环保要求的提高，捏炼机客户今后都会更换为密炼机。
[0003]
基于橡胶高分子材料加工的特性，密炼机工作部位始终承受着高分子材料的高磨擦，配合剂的腐蚀、以及混合后高分子材料粘着问题。因此密炼机的核心工作零件均采用表面硬化和防腐处理。密炼机内部零件转子、密炼室、压砣、卸料门、挡圈、密封环等主要工作面堆焊硬质耐磨合金，其余表面采用镀硬铬处理方式。密炼机合金的选择和焊接技术决定了密炼机的使用稳定性和可靠性。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述技术问题，本发明提供一种密炼机无裂纹耐磨合金堆焊工艺，解决密炼机核心零件表面合金不耐磨、易崩块、不耐腐蚀、易裂、易粘料的通用性问题。
[0005]
本发明是这样实现的，提供一种密炼机无裂纹耐磨合金堆焊工艺，堆焊的密炼机部件包括转子、密炼室、压砣、卸料门、耐磨板、挡圈、动圈和定圈，进行各部件堆焊的合金种类及每种合金包括的成分如表1所示：
[0006]
表1密炼机各部件堆焊的合金种类及每种合金包括的成分
[0007]
。
[0008]
优选地，所述转子根据其结构，堆焊的位置包括棱峰、棱侧、长短棱端面、过渡曲面、转子体基圆和端面，对于切线型转子和啮合型转子，不同堆焊位置的合金选择方案如表2所示：
[0009]
表2切线型转子和啮合型转子不同位置堆焊方案
[0010][0011]
转子堆焊的方法包括如下步骤：
[0012]
101)预处理：包括尺寸的检测、堆焊区域的焊前局部打磨处理及整体预热，预热方式为在3-4h温度上升到250-300℃，保持2h；
[0013]
102)堆焊不锈钢打底层：
[0014]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0015]
切线型转子堆焊打底层和端面后由，单边加2mm车好棱峰外圆，端面单边留2mm加工余量，刻转子体基圆尺寸打磨参考线，深度0.3-0.4mm；
[0016]
其余过渡曲面均手工打磨抛光，检测打底层厚度并记录好，检查控制点；
[0017]
103)堆焊耐磨合金层：
[0018]
在打底层堆焊合格的前提下，方可堆焊转子不同位置的耐磨合金层，按照表2，切线型转子堆焊方案如下：棱峰按照z1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm，或者按照z2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms103合金5mm；棱侧、长短棱端面、过渡曲面三个位置按照z1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金5mm，或者按照z2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm；转子基体圆按照z1方案或z2方案，均为堆焊ms002合金4mm；端面按照z1方案或z2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0019]
啮合型转子堆焊方案如下：棱峰按照z5方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm，或者按照z6方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms003合金5mm；棱侧、长短棱端面、过渡曲面三个位置按照z5方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm，或者按照z6方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms003合金5mm；转子基体圆按照z5方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金4mm，或者按照z6方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms004合金4mm；端面按照z1方案或z2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0020]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0021]
104)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0022]
进一步优选，所述密炼室根据其结构，堆焊的位置包括室壁、上直面和下斜面，不同堆焊位置的合金选择方案如表3所示：
[0023]
表3密炼室不同位置堆焊方案
[0024][0025]
密炼室堆焊的方法包括如下步骤：
[0026]
201)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，不留堆焊工艺台，预热方式为在2-3h温度上升到150-250℃，保持2h；
[0027]
202)堆焊不锈钢打底层：
[0028]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0029]
203)堆焊耐磨合金层：
[0030]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表3，密炼室的室壁按照m1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms003合金5mm，或者按照m2方案，首先堆焊ms001合金3mm，然后堆焊ms102合金4mm；密炼室的上直面和下直面按照m1或m2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0031]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0032]
204)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至500℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0033]
进一步优选，所述压砣合金区域位置的合金选择方案如表4所示：
[0034]
表4压砣合金区域位置的合金选择方案
[0035][0036]
压砣堆焊的方法包括如下步骤：
[0037]
301)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0038]
302)堆焊不锈钢打底层：
[0039]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0040]
堆焊后打磨打底层至保留厚度2mm；
[0041]
303)堆焊耐磨合金层：
[0042]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表4，压砣的合金区域按照y1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms004合金4mm，或者按照y2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金4mm
[0043]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分2-3层进行堆焊；
[0044]
304)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0045]
进一步优选，所述卸料门根据其结构，堆焊的位置包括第一区域和第二区域，不同堆焊位置的合金选择方案如表5所示：
[0046]
表5卸料门不同堆焊位置的合金选择方案
[0047][0048]
所述卸料门堆焊的方法包括如下步骤：
[0049]
401)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0050]
402)堆焊不锈钢打底层：
[0051]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0052]
堆焊后打磨打底层至保留厚度2mm；
[0053]
403)堆焊耐磨合金层：
[0054]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表5，卸料门第一区域按照x1方案，首先堆焊ms001合金4mm，然后堆焊ms005合金3mm，或者按照x2方案，首先堆焊ms001合金4mm，然后堆焊ms101合金3mm；第二区域按照x1方案或按照x2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0055]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0056]
404)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0057]
进一步优选，所述耐磨板合金区域位置的合金选择方案如表6所示：
[0058]
表6耐磨板合金区域位置的合金选择方案
[0059][0060]
耐磨板堆焊的方法包括如下步骤：
[0061]
501)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0062]
502)堆焊不锈钢打底层：
[0063]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0064]
堆焊后打磨打底层至保留厚度2mm；
[0065]
503)堆焊耐磨合金层：
[0066]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表6，卸料门合金区域按照n1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms004合金3mm，或者按照n2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms104合金3mm
[0067]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分2-3层进行堆焊；
[0068]
504)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温6h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0069]
进一步优选，所述挡圈合金区域位置的合金选择方案如表7所示：
[0070]
表7挡圈合金区域位置的合金选择方案
[0071][0072]
挡圈堆焊的方法包括如下步骤：
[0073]
601)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0074]
602)堆焊合金层：
[0075]
在堆焊前尺寸合格的前提下，堆焊合金层，按照表7，挡圈合金区域按照d1方案，堆焊ms002合金4mm或者按照d2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金3mm；
[0076]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0077]
604)堆焊后转执行退火工序：退伙过程为，在1-10h内，升温至580℃，升温速度小于50℃/h，保持8h，然后冷却至小于100℃，冷却速度小于100℃/h，出炉。
[0078]
进一步优选，所述动圈和所述定圈合金区域位置的合金选择方案如表8所示：
[0079]
表8动圈和定圈合金区域位置的合金选择方案
[0080][0081]
动圈和所述定圈堆焊的方法包括如下步骤：
[0082]
701)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在6-8h温度上升到850-900℃，保持1-2h；
[0083]
702)堆焊合金层：
[0084]
在堆焊前尺寸合格的前提下，堆焊合金层，对于动圈，按照s1方案，堆焊ms103合金3mm，或者按照s2方案，堆焊ms202合金3mm，或者按照s3方案，堆焊ms201合金3mm；对于定圈，按照s1方案，堆焊ms101合金4mm，或者按照s2方案，堆焊ms201合金4mm，或者按照s3方案，堆焊ms203合金4mm；
[0085]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0086]
704)堆焊后转执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至600℃，保持18h，随后冷却至小于50℃，出炉。
[0087]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0088]
解决密炼机核心零件表面合金不耐磨、易崩块、不耐腐蚀、易裂、易粘料的通用性问题。
附图说明
[0089]
图1为啮合型转子结构示意图；
[0090]
图2为剪切型转子结构示意图；
[0091]
图3为密炼室结构示意图；
[0092]
图4为压砣结构示意图
[0093]
图5为卸料门结构示意图；
[0094]
图6为耐磨板结构示意图；
[0095]
图7为挡圈结构示意图；
[0096]
图8为动圈结构示意图；
[0097]
图9为定圈结构示意图。
具体实施方式
[0098]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0099]
本发明提供一种密炼机无裂纹耐磨合金堆焊工艺，堆焊的密炼机部件包括转子、密炼室、压砣、卸料门、耐磨板、挡圈、动圈和定圈，进行各部件堆焊的合金种类及每种合金包括的成分如表1所示：
[0100]
表1密炼机各部件堆焊的合金种类及每种合金包括的成分
[0101]
[0102]
其中，参考图1和图2，转子根据其结构，堆焊的位置包括棱峰1、棱侧2、长短棱端面6、过渡曲面3、转子体基圆4和端面5，对于切线型转子和啮合型转子，不同堆焊位置的合金选择方案如表2所示：
[0103]
表2切线型转子和啮合型转子不同位置堆焊方案
[0104][0105][0106]
转子堆焊的方法包括如下步骤：
[0107]
101)预处理：包括尺寸的检测、堆焊区域的焊前局部打磨处理及整体预热，预热方式为在3-4h温度上升到250-300℃，保持2h；
[0108]
102)堆焊不锈钢打底层：
[0109]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0110]
切线型转子堆焊打底层和端面后由，单边加2mm车好棱峰外圆，端面单边留2mm加工余量，刻转子体基圆尺寸打磨参考线，深度0.3-0.4mm；
[0111]
其余过渡曲面均手工打磨抛光，检测打底层厚度并记录好，检查控制点；
[0112]
103)堆焊耐磨合金层：
[0113]
在打底层堆焊合格的前提下，方可堆焊转子不同位置的耐磨合金层，按照表2，切线型转子堆焊方案如下：棱峰按照z1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm，或者按照z2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms103合金5mm；棱侧、长短棱端面、过渡曲面三个位置按照z1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金5mm，或者按照z2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm；转子基体圆按照z1方案或z2方案，均为堆焊ms002合金4mm；端面按照z1方案或z2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0114]
啮合型转子堆焊方案如下：棱峰按照z5方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm，或者按照z6方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms003合金5mm；棱侧、长短棱端面、过渡曲面三个位置按照z5方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms102合金5mm，或者按照z6方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms003合金5mm；转子基体圆按照z5方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金4mm，或者按照z6方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms004合金4mm；端面按照z1方案或z2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0115]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0116]
104)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0117]
参考图3，密炼室根据其结构，堆焊的位置包括室壁7、上直面8和下斜面9，不同堆焊位置的合金选择方案如表3所示：
[0118]
表3密炼室不同位置堆焊方案
[0119][0120]
密炼室堆焊的方法包括如下步骤：
[0121]
201)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，不留堆焊工艺台，预热方式为在2-3h温度上升到150-250℃，保持2h；
[0122]
202)堆焊不锈钢打底层：
[0123]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0124]
203)堆焊耐磨合金层：
[0125]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表3，密炼室的室壁按照m1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms003合金5mm，或者按照m2方案，首先堆焊ms001合金3mm，然后堆焊ms102合金4mm；密炼室的上直面和下直面按照m1或m2方案，均为堆焊ms002合金4mm；
[0126]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0127]
204)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至500℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0128]
参考图4，压砣合金区域位置(r型圆弧面10及两斜侧面11)的合金选择方案如表4所示：
[0129]
表4压砣合金区域位置的合金选择方案
[0130][0131]
压砣堆焊的方法包括如下步骤：
[0132]
301)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0133]
302)堆焊不锈钢打底层：
[0134]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0135]
堆焊后打磨打底层至保留厚度2mm；
[0136]
303)堆焊耐磨合金层：
[0137]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表4，压砣的合金区域按照y1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms004合金4mm，或者按照y2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金4mm
[0138]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分2-3层进行堆焊；
[0139]
304)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0140]
参考图5，卸料门根据其结构，堆焊的位置包括第一区域12和第二区域13，不同堆焊位置的合金选择方案如表5所示：
[0141]
表5卸料门不同堆焊位置的合金选择方案
[0142][0143]
所述卸料门堆焊的方法包括如下步骤：
[0144]
401)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0145]
402)堆焊不锈钢打底层：
[0146]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0147]
堆焊后打磨打底层至保留厚度2mm；
[0148]
403)堆焊耐磨合金层：
[0149]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表5，卸料门第一区域按照x1方案，首先堆焊ms001合金4mm，然后堆焊ms005合金3mm，或者按照x2方案，首先堆焊ms001合金4mm，然后堆焊ms101合金3mm；第二区域按照x1方案或按照x2方案，均为堆焊ms002合金
4mm；
[0150]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0151]
404)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温8h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0152]
参考图6，耐磨板合金区域位置14的合金选择方案如表6所示：
[0153]
表6耐磨板合金区域位置的合金选择方案
[0154][0155]
耐磨板堆焊的方法包括如下步骤：
[0156]
501)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0157]
502)堆焊不锈钢打底层：
[0158]
总堆焊厚度2.5-3mm，包含余量，分1-2层进行堆焊；
[0159]
堆焊后打磨打底层至保留厚度2mm；
[0160]
503)堆焊耐磨合金层：
[0161]
在打底层堆焊合格的前提下，堆焊耐磨合金层，按照表6，卸料门合金区域按照n1方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms004合金3mm，或者按照n2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms104合金3mm
[0162]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分2-3层进行堆焊；
[0163]
504)堆焊后由执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至350℃，升温速度小于50℃/h，保持1h，随后升温至620℃，升温速度小于100℃/h，保温6h，然后迅速冷却至小于50℃，冷却速度小于50℃/h，出炉空冷。
[0164]
参考图7，挡圈合金区域位置15的合金选择方案如表7所示：
[0165]
表7挡圈合金区域位置的合金选择方案
[0166][0167]
挡圈堆焊的方法包括如下步骤：
[0168]
601)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在2-3h温度上升到200-250℃，保持1-2h；
[0169]
602)堆焊合金层：
[0170]
在堆焊前尺寸合格的前提下，堆焊合金层，按照表7，挡圈合金区域按照d1方案，堆焊ms002合金4mm或者按照d2方案，首先堆焊ms001合金2mm，然后堆焊ms101合金3mm；
[0171]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0172]
604)堆焊后转执行退火工序：退伙过程为，在1-10h内，升温至580℃，升温速度小于50℃/h，保持8h，然后冷却至小于100℃，冷却速度小于100℃/h，出炉。
[0173]
参考图8和图9，动圈合金区域位置16和定圈合金区域位置17的合金选择方案如表8所示：
[0174]
表8动圈和定圈合金区域位置的合金选择方案
[0175][0176]
动圈和所述定圈堆焊的方法包括如下步骤：
[0177]
701)预处理：包括尺寸的检测及整体预热，预热方式为在6-8h温度上升到850-900℃，保持1-2h；
[0178]
702)堆焊合金层：
[0179]
在堆焊前尺寸合格的前提下，堆焊合金层，对于动圈，按照s1方案，堆焊ms103合金3mm，或者按照s2方案，堆焊ms202合金3mm，或者按照s3方案，堆焊ms201合金3mm；对于定圈，按照s1方案，堆焊ms101合金4mm，或者按照s2方案，堆焊ms201合金4mm，或者按照s3方案，堆焊ms203合金4mm；
[0180]
分层堆焊，根据总厚度的不同，每个方案分3-4层进行堆焊；
[0181]
704)堆焊后转执行退火工序：退伙过程为，在1-8h内，升温至600℃，保持18h，随后冷却至小于50℃，出炉。