耐磨陶瓷技术在水泥工业中的应用现状
发布时间：2019/5/8 11:05:17 关注量：2033
在各个工业领域中，水泥行业是应用耐磨技术最早和最为广泛的行业。水泥工业设备中许多零部件都处于比较恶劣的磨损条件，而且每更换一次零部件，都要花费很多精力和时间，严重影响水泥生产中的正常操作。而合理采用耐磨技术来强化和修复一些经常损坏的零部件，对水泥企业来说具有很高的实用价值。本文仅就一些最常用的耐磨技术在水泥工业中的应用现状，作一简要综述。
1.耐磨堆焊
耐磨堆焊是水泥工业中最常用的一项耐磨技术。它广泛应用于立磨磨辊等一些磨损件的修复中，也有在新辊上直接采用堆焊技术进行强化处理的。耐磨堆焊技术的优点是技术成熟，使用方便，成本低廉，效果明显。而堆焊既可在现场修复，也可在工厂中进行在线堆焊。目前，堆焊修复和强化技术已在水泥工业中得到大量应用。
2.耐磨陶瓷
近些年来，耐磨陶瓷在水泥工业中的应用也得到了企业的认可。其应用类别大致可分为以下两种：
（1）耐磨陶瓷贴片
耐磨工程陶瓷具有熔点高、硬度高、抗压强度高、密度小、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、高温下蠕变小等优异性能，它可以承受金属材料和高分子材料都难以胜任的严酷工作环境。工程陶瓷按用途可分为高温结构陶瓷、工程耐磨陶瓷和耐酸陶瓷等，按化学组成可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷和硼化物陶瓷等。其中，氧化物陶瓷为典型的陶瓷材料，由于其资源丰富、制造成本低、性能优异被广泛应用于工程耐磨陶瓷产品的制造中。
氧化铝陶瓷的应用，应遵循以下原则：①氧化铝陶瓷材料的结构设计，应尽量减小陶瓷材料的力学性能对原始裂纹缺陷的依赖性，克服陶瓷材料的致命弱点，即突然性地整体断裂。
②避免在高应力、大角度冲击的工况下使用氧化铝陶瓷材料。
③与其他材料进行复合，这样可以克服氧化铝陶瓷材料的脆性弱点，充分发挥其优异性能。
（2）耐磨陶瓷涂料
在使用温度高、工件形状复杂等不宜采用耐磨陶瓷贴片的情况下，建议选用耐磨陶瓷涂料这种耐磨技术。耐磨陶瓷涂料由骨料和黏结剂组成，骨料为不同颗粒的高铝钒土、刚玉或碳化硅，黏结剂为高铝水泥或纯铝酸钙水泥。在涂料中加入5%的钢纤维，可增加耐磨陶瓷涂料的强度并取得较好的使用效果。它的特点是应用面宽，使用方便，效果明显。
3.耐磨复合钢板
耐磨复合钢板是在韧性好、价格低廉的普碳钢板上覆上一层一定厚度的耐磨合金层，复合界面为完全的冶金结合。由于有韧性好的普碳钢作基材，使得复合层可以实现用其他方法难以达到的高合金耐磨层，从而使耐磨复合钢板达到了铸造耐磨材料所无法达到的极高耐磨性。同时，由于母材为普碳钢，不但降低了生产成本，而且可以实现自由焊接、拼接、弯曲、卷弧、卷管、打孔以及在普碳钢一侧焊接螺栓等，使耐磨复合钢板的应用范围变得更加广泛。此外，通过设计合金层的成分，还可以获得耐磨耐热、耐磨耐蚀等功能性复合层。
国外工业发达国家自上世纪60年代起，就开始进行耐磨复合钢板的开发与推广，现在耐磨复合钢板已作为一种重要的抗磨材料被广泛应用于各工业领域的生产实践中。近些年来，耐磨复合钢板在冶金、煤炭、化工、建材、发电等领域得到了很好的推广和应用，解决了许多在实际生产中出现的磨损难题。与各种合金钢、合金铸铁、铸石、陶瓷、橡胶、聚氨脂等耐磨材料相比，耐磨复合钢板所具有的高耐磨性、高韧性、可焊性及可再次成型性等多重材料特性，以其良好的性价比，受到众多企业的认可和好评。
4.复合与镶嵌技术
对一些工况条件比较恶劣、更换周期频繁的重要零件，目前科研人员正在研究一种复合与镶嵌技术，以获得更好的耐磨性能及较长的使用寿命。如国外某公司已推广应用的一种牌号为DuocastXwin的复合镶嵌式立磨磨辊，即是一种在塑性较好的基体上镶嵌有较硬的高铬铸铁及硬质带的复合件。与过去用镍铁或高铬铸铁制作的磨辊相比，大大提高了磨辊的使用寿命和安全程度。目前，这种磨辊已在国外水泥工业中得到成功应用。
5.金属自修复技术
21世纪初，我国从俄罗斯引进并转化成自主知识产权的一项金属自修复技术已在铁路机车及多个工业领域获得成功应用，且显示出其强大的生命力和广阔的应用前景。
金属自修复技术是通过在润滑油载体中加入一种自修复粉末材料，于摩擦运动过程中在金属零件磨损表面产生一个很硬、很平整的自修复层，以达到改善磨损和提高使用寿命的目的。
利用金属自修复技术，不仅可以对各种机器的金属磨损表面进行不拆卸的原位修复，还可以对新零件表面进行强化预处理。目前，尽管该项技术在水泥工业中还没有被广泛应用，但可以预见，随着金属自修复技术的不断提高及其在水泥工业中的进一步应用，它在水泥生产设备的不断完善以及节能、节电等方面，将发挥巨大的促进作用。
最后需要指出的是，尽管各种耐磨技术都有很好的使用效果，但它们自身也必然会存在一些局限性。世界上没有一种耐磨材料技术是万能的，水泥企业应根据自身的实际情况选择最适合自己的耐磨材料技术。