Tấm phủ chống mài mòn: Vật liệu tổng hợp lõi cho các giải pháp chống mài mòn công nghiệp
Tấm phủ chống mài mòn, một loại vật liệu chịu mài mòn tổng hợp cơ bản, sử dụng phương pháp hàn hồ quang và hàn hồ quang chìm để phủ các lớp mài mòn hợp kim cao dày 3-20mm (ví dụ: hợp kim Cr26 hàm lượng crom cao, thép Mn13 hàm lượng mangan cao) lên nền thép cacbon thấp (Q235/Q355). Điều này tạo ra một nền siêu bền + lớp mài mòn có độ cứng cao, cấu trúc gradient siêu bền, xử lý chính xác các hư hỏng thiết bị trong điều kiện khắc nghiệt như tải trọng va đập, mài mòn và ăn mòn ở nhiệt độ cao. Các ứng dụng được phân loại một cách có hệ thống thành bốn ngành công nghiệp cốt lõi:
I. Ngành khai thác mỏ và than – Các tình huống va chạm-mài mòn
Thiết bị phải chịu được sự mài mòn kết hợp giữa cắt (từ mép quặng) và va đập (từ vật liệu bị nổ). Lớp phủ tùy chỉnh bảo vệ các bộ phận quan trọng:
•Khả năng chống ăn mòn của hệ thống vận chuyển
Đối với máng quặng (độ nghiêng ≥45°), ống co ống than và máng băng tải cào: Hàn hồ quang hở lõi thuốc hợp kim Cr26 5-8mm (HRC58-62), giảm tốc độ mài mòn từ 0,3mm/tháng xuống 0,08mm/tháng. Trong một mỏ lộ thiên, tuổi thọ linh kiện tăng gấp 4 lần, giảm thời gian ngừng hoạt động hàng năm xuống 72 giờ.
•Các bộ phận chính của thiết bị nghiền
•Tấm nghiền hàm: Lớp phủ kim loại kép trên nền Q345B + hợp kim Mn13-Cr2 6-10mm (độ bền va đập ≥15J/cm²) chịu được ứng suất va đập 300MPa, loại bỏ hiện tượng mài mòn sớm.
•Lớp lót máy nghiền hình nón: Hàn nhiều lớp với lớp đệm Ni-Cr (chống nứt) và lớp trên cùng WC-Co (chống mài mòn cạnh) giúp kéo dài tuổi thọ từ 800 đến 2.500 giờ.
•Bảo vệ máy nghiền
Lớp lót máy nghiền bi: Lớp hàn hồ quang chìm chứa 8-12mm sắt crom cao (cacbua eutectic ≥40%) trên Q235. Thiết kế dạng sóng giúp tăng cường khả năng chống va đập, kéo dài chu kỳ thay thế từ 4 đến 14 tháng, đồng thời tăng hiệu suất nghiền thêm 12% (trường hợp khai thác vàng).
II. Máy móc xây dựng – Giải pháp tải trọng động
Xử lý các tác động tuần hoàn và ứng suất cắt đá:
•Hệ thống gầu xúc
•Đáy gầu: Hàn hồ quang chuyển plasma (PTAW) với các hạt WC (HV1200+) cải thiện khả năng chống trầy xước đá gấp 3 lần.
•Chân răng: Lớp đệm Ni-Cr-Mo (HRC35-40) làm giảm gãy do ứng suất, kéo dài tuổi thọ từ 200 đến 500 giờ.
•Gia cố lưỡi dao/máy nạp đạn
Hàn hồ quang chìm hai dây trên que hàn Q355 5mm tạo ra lớp Cr15-C dày 8mm (bề mặt cứng - chuyển tiếp - nền bền). Độ sâu xuyên kim loại giảm từ 15mm xuống 5mm, giảm tần suất thay thế từ hàng tháng xuống hàng quý.
• Thiết kế chống mỏi
Lưỡi ủi đất: Hàn phủ xung với lớp chuyển tiếp HAZ có độ cứng thấp (HRC35-40) giúp ngăn ngừa hiện tượng giòn bề mặt. Lớp gia công có độ cứng cao (HRC55-60) chống mài mòn khi cắt, tăng khả năng chống mỏi va đập lên 20%.
III. Ngành Vật liệu Xây dựng – Xử lý Vật liệu Mài mòn
•Hệ thống nghiền xi măng
Lớp lót máy nghiền: Lớp phủ Cr cao (Cr≥25%) với lưới "tortoiseshell" giúp giảm độ mài mòn từ 5g/tấn clinker xuống còn 1,2g/tấn (150°C). Việc sửa chữa máy ép con lăn bằng dây lõi thuốc giúp khôi phục độ cứng lên HRC55-58 với chi phí thay thế 30% (dây chuyền 5.000 tấn/ngày tiết kiệm 800.000 yên/năm).
• Thiết bị xử lý tổng hợp
Lớp lót va đập máy tạo cát: Lớp phủ hạt WC chống mài mòn thạch anh (SiO₂≥90%), tốc độ mài mòn cắt từ 0,5 mm/ngày xuống 0,1 mm/ngày. Cánh trộn: Lớp phủ 316L + Cr13 giải quyết vấn đề ăn mòn xi măng + mài mòn cốt liệu, kéo dài tuổi thọ từ 3 đến 12 tháng.
IV. Điện & Luyện kim – Bảo vệ chống mài mòn ở nhiệt độ cao
Giải pháp cho môi trường 300–800°C:
•Hệ thống điện đốt than
Ống khuỷu máng than (vận tốc vật liệu ≥20m/s): Lớp phủ hợp kim Ni cao (Ni≥30%) cải thiện khả năng chống oxy hóa gấp 3 lần (150-300°C), kéo dài thời gian sử dụng từ 6 đến 24 tháng (tổ máy 300MW). Lưỡi gạt xỉ: Hợp kim Cr-Ni-W (≤600°C) giảm 60% khả năng gãy vỡ (độ cứng xỉ HV800+).
•Hệ thống cán luyện kim
Giá đỡ cán nóng: Đệm gốc đồng + lớp phủ Cr cao giúp giảm độ mòn khe hở từ 0,5 mm/tháng xuống còn 0,1 mm/tháng dưới tác động của lực 2.000 tấn. Miệng bộ chuyển đổi: Hợp kim gốc đồng (Co≥50%) chịu được nhiệt độ bắn thép 1.600°C, kéo dài thời gian sử dụng từ 15 đến 45 ngày.