Abstract

Lasercladdingtechnologie is een effectieve methode gebleken voor het verbeteren van de prestaties van raffineerbladen voor de papierindustrie. Dit onderzoek onderzoekt de fabricage van een met WC-deeltjes versterkte Ni-gebaseerde keramische composietcoating op een 65Mn staalsubstraat met behulp van lasercladding. De mechanische eigenschappen, slijtvastheid en corrosiebestendigheid van de coating worden onderzocht, waaruit blijkt dat lasercladding de levensduur en operationele stabiliteit van het blad aanzienlijk verbetert.

I. Inleiding

De raffineerder is een kritisch onderdeel in het pulp- en papierproductieproces, waarbij de bladen op hoge snelheid ronddraaien en constant in wrijving zijn met vezels. Deze slijtage en corrosie kunnen leiden tot een verminderde efficiëntie van de apparatuur en een verminderde kwaliteit van de pulp. Traditionele metalen bladen hebben hun beperkingen in moderne productieomgevingen. Lasercladdingtechnologie, een geavanceerde techniek voor oppervlaktemodificatie, biedt een oplossing door hoogwaardige legeringen of keramische materialen op het substraat af te zetten, waardoor de slijtage- en corrosieweerstand van de bladen aanzienlijk wordt verbeterd.

II. Experimentele materialen en methoden

1. Materialen en uitrusting

Substraatmateriaal: 65Mn staal

Bekledingsmateriaal: Ni55 poeder van nikkellegering en bolvormig gegoten WC-poeder (massaverhouding 7:3)

Belangrijkste apparatuur: GKS-LC3005G laser cladding systeem, microhardheidstester, hechtsterkte tester, slijtagetester, elektrochemisch werkstation, enz.

2. Voorbereidingsproces van de coating

Het proces om de keramische composietcoating met lasercladding te bereiden omvat verschillende stappen:

Substraat voorbehandeling: Het substraat slijpen en voorverwarmen om barsten te voorkomen

Poeder mengen en zeven: Op maat maken van de poeders (50-150μm)

Laserbekleding: Met een laservermogen van 160 W, een scansnelheid van 8 mm/s en een poedertoevoersnelheid van 15,5 g/min.

Nabewerking: Langzaam afkoelen, gevolgd door slijpen en polijsten

III. Prestatietests en resultatenanalyse

1. Mechanische eigenschappen

Het lasercladproces verbeterde de microhardheid en hechtsterkte van de coating aanzienlijk. De coating vertoonde een superieure weerstand tegen vervorming en afbladderen, waardoor hij zeer geschikt is voor hoogwaardige toepassingen in de papierindustrie.

2. Slijtvastheid

De slijtvastheid van de gecoate schoepen was aanzienlijk verbeterd, met een gemiddeld gewichtsverlies van slechts 0,00016%, vergeleken met 0,00057% voor de niet-gecoate schoepen. De WC-deeltjes versterkten de coating, waardoor de slijtvastheid effectief verbeterde.

3. Corrosiebestendigheid

De met laser beklede coating liet een positieve verschuiving zien in het zelfcorrosiepotentieel, waardoor de stroomdichtheid met een orde van grootte afnam. Deze verschuiving verbeterde de corrosiebestendigheid van het blad aanzienlijk, waardoor het duurzamer werd in zware operationele omgevingen.

IV. Conclusie

De WC/Ni55 keramische composietcoating gemaakt op 65Mn stalen bladen met behulp van laserbekleding technologie biedt superieure hardheid, hechtsterkte en uitstekende slijtage- en corrosieweerstand. Deze technologie verlengt niet alleen de levensduur van raffineerbladen aanzienlijk, maar verbetert ook hun prestaties in omgevingen met een hoge belasting en veel corrosie. Lasercladding is een effectieve methode om de efficiëntie en levensduur van raffineerbladen te verbeteren en biedt aanzienlijke voordelen voor de papierindustrie.