Prielom technológie prevodových materiálov: Výskum servisnej životnosti zliatin odolných voči opotrebovaniu v špirálových zariadeniach

V oblasti priemyselného prenosu ako základnej zložky je výkon materiálu špirály výstroj Priamo určuje náklady na spoľahlivosť a prevádzku a údržbu zariadenia. Keďže výrobný priemysel vylepšuje vysokú presnosť, vysokú zaťaženie a dlhú životnosť, je stále výraznejšia prekážka odolnosti proti opotrebovaniu tradičných materiálov prevodoviek v extrémnych prevádzkových podmienkach. V posledných rokoch poskytli výskum a vývoj a uplatňovanie zliatinových materiálov odolných voči opotrebeniu nové riešenia pre prielom výkonu špirálových zariadení, ktoré sa stali technickým zameraním oblasti globálneho priemyselného prenosu.

1. Výkonné prekážky a body bolesti v priemysle tradičných materiálov prevodoviek

Tradičné špirálové prevody väčšinou používajú 20crmnti karburarizovanú oceľ alebo 45# temperovanú oceľ. Aj keď majú určitú silu a húževnatosť, sú obmedzené na vysoké zaťaženie, silný vplyv a korozívne prostredie:
Vysoká miera opotrebenia: Pri metalurgickom valcovaní za horúca, banských strojov a ďalších scenárov môže únava opotrebovania kontaktu povrchu prevodového stupňa dosiahnuť 0,05 mm/tisíc hodín, čo vedie k zníženiu presnosti prenosu;
Slabá odolnosť proti korózii: Vo vlhkom prostredí, ako je chemické inžinierstvo a morské inžinierstvo, je tradičná oceľ náchylná na elektrochemickú koróziu a priemerná životnosť sa skráti o 30%-50%;
Veľká strata energetickej účinnosti: Strata trenia spôsobená drsnými povrchmi predstavuje 15%-20% z celkovej spotreby energie zariadenia, čo nie je v súlade so zeleným výrobným trendom.

2. Technické prielomy a výkonnostné výhody materiálov zliatiny odolných voči opotrebeniu

Nová zliatina odolná voči opotrebeniu vybudovala trojrozmerný ochranný systém „Tvrdá fáza posilňovacia bariéra s nízkym koeficientom trenia“ prostredníctvom kombinácie viacerých zvlnených prvkov a optimalizácie mikroštruktúry:
Inovácia zliatiny
Liatinová liatina s vysokým obsahom chrómu: Obsah chrómu sa zvyšuje na 20%-30%, čím tvorí tvrdú fázu karbidu chrómu M7C3, s mikročastnosťou HV1400-1600, ktorá je 4-5-krát vyššia ako tradičná oceľ;
Zliatina na báze niklu: Pridajte 15%-25% niklových prvkov, aby sa vytvoril kubický tuhý roztok zameraný na tvár, a jeho odolnosť proti korózii je 8-10-krát vyššia ako v prípade nehrdzavejúcej ocele a je vhodná pre silné kyslé a silné alkalické prostredie;
Modifikácia zliatiny meďnatého: Zavádzajte stopové prvky, ako je berylium a titán na spresnenie zrná na 5-10 μm, pričom redukujte koeficient trenia pod 0,03, blízko hladiny polytetrafluóretylénu.
Upgrade prípravy
Technológia tavenia vákuu: Prostredníctvom tavenia zliatiny vo vákuovom prostredí je obsah nečistôt riadený pod 0,005%, aby sa predišlo defektom v póroch vzduchu a troskách;
Proces izotermického ochladzovania: Bainitová transformácia sa vykonáva v slanom kúpeli 250-350 ℃, takže na povrchu prevodového stupňa sa vytvára zvyšková vrstva v tlaku (hĺbka 0,3-0,5 mm) a životnosť odolnosti voči únavom sa zvyšuje o 200%-300%;
Technológia povrchového povlaku: Používajte technológiu fyzického depozície pár (PVD) na pokrytie diamantového (DLC) povlaku s hrúbkou 2-5 μm a drsnosť povrchu klesá pod RA0.2.

3. Priemyselné aplikácie a overenie údajov o opotrebení odolných špirálových prevodov

Komerčná aplikácia zliatin odolných voči opotrebeniu spôsobila prielomy v mnohých oblastiach, čo výrazne zlepšilo spoľahlivosť a ekonomiku zariadenia:
Metalurgický priemysel: Po tom, čo sa valcové vybavenie oceľového mlyna používa zliatiny niklu s vysokým obsahom chrómu, sa služobná životnosť predĺži od 6 mesiacov na 5 rokov, miera opotrebenia sa zníži na 0,01 mm / tisíc hodín a ročné náklady na údržbu sa znižujú o 80%;
Chemický priemysel: Zliatinové prevody na báze niklu pracujú nepretržite v kyseline chlorovodíkovej (koncentrácia 30%, teplota 80 ℃) počas 1000 hodín, s hĺbkou korózie iba 0,02 mm, čo je 12-krát vyššia ako 316 l z nehrdzavejúcej ocele;
Nové energetické pole: Po tom, čo prevodovka veternej energie využíva zliatinu odolnú voči opotrebeniu na báze medi, sa účinnosť prenosu zvýšila z 92% na 96% a ročná spotreba energie sa znížila o približne 500 000 stupňov a hluk klesol o 15 dB (A).
Podľa údajov Medzinárodnej asociácie prevodoviek (AGMA) dosiahla globálna veľkosť trhu so zliatinami odolným voči opotrebovaniu v roku 2023 4,7 miliardy USD, pričom ročná miera rastu zloženej 12,5%, z ktorých špirálové prevody predstavujú viac ako 60%, čo sa stáva najrýchlejšie rastúcim segmentom.

4. Budúci technologický vývoj a vplyv priemyslu

Vývoj zliatinových materiálov odolných voči opotrebeniu sa opakuje smerom k kompozitnej, inteligentnej a zelenej:
Kompozitná štrukturálna dizajn: Vývoj gradientových materiálov „Tvrdé jadro vrstvy povrchovej vrstvy odolnej voči opotrebeniu“ a dosahujte metalurgickú kombináciu rôznych zliatinových vrstiev prostredníctvom technológie laserového opláštenia, berúc do úvahy tvrdosť povrchu a celkový odpor nárazu;
Intelligentná integrácia monitorovania: Vstavaná vláknina Bragg Gring (FBG) senzor v matrici prevodovky na monitorovanie zmien opotrebenia a teploty v reálnom čase a kombinovaná s algoritmom AI na predpovedanie zostávajúcej životnosti s chybovou mierou menšou ako 5%;
Prax obehovej ekonomiky: Recyklovateľnosť zliatin rezistentných na opotrebenie dosahuje viac ako 95% a spotreba energie vo výrobnom procese je o 30% nižšia ako v prípade tradičných procesov tepelného spracovania, čo je v súlade s požiadavkami „akčného plánu kruhovej ekonomiky“ EÚ.
Od prenosu ťažobných strojov po presné riadenie polovodičového zariadenia, zliatinové špirálové prevody odolné voči opotrebeniu pretvárajú základnú logiku priemyselného prevodu. Tento prielom v materiálovej technológii nie je len výmenou tradičných oceľových materiálov, ale tiež kľúčovou podporou transformácie výroby na „menšiu údržbu, dlhú životnosť a vysokú energetickú účinnosť“. Keďže globálny výrobný priemysel naďalej zvyšuje svoje požiadavky na spoľahlivosť a udržateľnosť, očakáva sa, že v nasledujúcich piatich rokoch bude zliatinové prevody odolné voči opotrebovaniu zaberať viac ako 70% špičkového trhu s prenosom, čím sa stanú jedným z hlavných ukazovateľov na meranie pokročilosti priemyselného vybavenia.