Tóm tắt

Công nghệ phủ lớp bằng laser đã trở thành một phương pháp hiệu quả để nâng cao hiệu suất của các lưỡi dao trong máy nghiền giấy. Nghiên cứu này tìm hiểu quá trình chế tạo lớp phủ composite gốm gốc niken được gia cường bằng hạt WC trên nền thép 65Mn bằng công nghệ phủ lớp bằng laser. Các tính chất cơ học, khả năng chống mài mòn và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ đã được đánh giá, cho thấy công nghệ phủ lớp bằng laser giúp cải thiện đáng kể tuổi thọ và độ ổn định hoạt động của lưỡi dao.

I. Giới thiệu

Máy nghiền là một bộ phận quan trọng trong quy trình sản xuất bột giấy và giấy, với các lưỡi dao phải chịu lực quay tốc độ cao và ma sát liên tục với các sợi giấy. Sự mài mòn và ăn mòn này có thể dẫn đến giảm hiệu suất thiết bị và làm suy giảm chất lượng bột giấy. Các lưỡi dao kim loại truyền thống có những hạn chế trong môi trường sản xuất hiện đại. Công nghệ phủ lớp bằng laser, một kỹ thuật cải tiến bề mặt tiên tiến, mang lại giải pháp bằng cách phủ các hợp kim hoặc vật liệu gốm có hiệu suất cao lên bề mặt nền, từ đó nâng cao đáng kể khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn của các cánh quạt.

II. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm

1. Vật liệu và thiết bị

Vật liệu nền: Thép 65Mn

Vật liệu ốp: Bột hợp kim niken Ni55 và bột cacbua vonfram (WC) đúc dạng hạt cầu (tỷ lệ khối lượng 7:3)

Thiết bị chính: Hệ thống phủ lớp bằng laser GKS-LC3005G, máy đo độ cứng vi mô, máy đo độ bám dính, máy đo độ mài mòn, trạm làm việc điện hóa, v.v.

2. Quy trình chuẩn bị lớp phủ

Quy trình chế tạo lớp phủ composite gốm bằng phương pháp phủ lớp bằng laser bao gồm một số bước:

Xử lý sơ bộ chất nền: Mài và làm nóng trước vật liệu nền để ngăn ngừa nứt vỡ

Trộn và rây bột: Xác định kích thước hạt bột (50–150 μm)

Phủ lớp bằng laser: Sử dụng công suất laser 160W, tốc độ quét 8mm/s và tốc độ cấp bột 15,5g/phút

Xử lý sau: Làm nguội từ từ, sau đó là quá trình mài và đánh bóng

III. Thử nghiệm hiệu năng và phân tích kết quả

1. Tính chất cơ học

Quy trình phủ lớp bằng laser đã giúp cải thiện đáng kể độ cứng vi mô và độ bám dính của lớp phủ. Lớp phủ này thể hiện khả năng chống biến dạng và bong tróc vượt trội, khiến nó trở nên rất phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao trong ngành sản xuất giấy.

2. Khả năng chống mài mòn

Khả năng chống mài mòn của các lưỡi dao được phủ lớp đã được cải thiện đáng kể, với mức giảm trọng lượng trung bình chỉ còn 0,00016%, so với 0,00057% đối với các lưỡi dao không được phủ lớp. Các hạt WC đã gia cố lớp phủ, từ đó giúp cải thiện hiệu quả khả năng chống mài mòn của nó.

3. Khả năng chống ăn mòn

Lớp phủ bằng phương pháp phủ lớp bằng laser đã cho thấy sự dịch chuyển tích cực về điện thế tự ăn mòn, giúp giảm mật độ dòng điện xuống một bậc. Sự dịch chuyển này đã cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của cánh quạt, giúp nó bền bỉ hơn trong các môi trường vận hành khắc nghiệt.

IV. Kết luận

Lớp phủ gốm composite WC/Ni55 được tạo ra trên các lưỡi dao bằng thép 65Mn bằng cách sử dụng phủ lớp bằng laser Công nghệ này mang lại độ cứng vượt trội, độ bám dính cao cùng khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn xuất sắc. Công nghệ này không chỉ giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của lưỡi dao máy nghiền mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động của chúng trong các môi trường có tải trọng cao và độ ăn mòn mạnh. Công nghệ phủ lớp bằng laser là một phương pháp hiệu quả để nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của lưỡi dao máy nghiền, mang lại những lợi ích to lớn cho ngành công nghiệp sản xuất giấy.