新型耐磨榨條在大型螺旋榨油機(jī)上的應(yīng)用

胡建平

(北京佳倍德工程技術(shù)有限公司，北京 100025)

應(yīng)用實(shí)踐

新型耐磨榨條在大型螺旋榨油機(jī)上的應(yīng)用

胡建平

(北京佳倍德工程技術(shù)有限公司，北京 100025)

從宏觀洛氏硬度和金相組織方面分析了新型耐磨榨條的抗磨損原因，主要依靠耐磨層中大量彌散分布的碳化物硬質(zhì)相來抵抗物料磨損。實(shí)際應(yīng)用表明，新型耐磨榨條與普通滲碳榨條相比，使用壽命提高5倍以上。

榨條；耐磨敷焊；螺旋榨油機(jī)

螺旋榨油機(jī)是目前最常用的榨油設(shè)備，榨油機(jī)的工作部分由螺旋軸和榨籠構(gòu)成, 料坯經(jīng)過螺旋軸和榨籠之間的榨膛而受到壓榨，其結(jié)構(gòu)直接影響到榨油機(jī)的性能。榨油機(jī)的磨損部件主要是榨螺和榨條，其中榨螺抗磨技術(shù)的應(yīng)用，文獻(xiàn)[1-3]都有大量介紹。筆者實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國產(chǎn)榨油機(jī)榨螺抗磨損性能已經(jīng)達(dá)到較高水平，以中糧裝備南皮公司為例其采用堆焊硬質(zhì)合金制造的榨螺使用壽命可以達(dá)到6個(gè)月。但截至目前，榨條的使用壽命卻差強(qiáng)人意，關(guān)于如何有效提高榨條抗磨損能力、延長榨條使用壽命的研究很少報(bào)道。只有楊洗陳等[4]采用寬帶激光熱處理工藝對(duì)榨條進(jìn)行耐磨處理，但由于各種原因該技術(shù)及該技術(shù)生產(chǎn)的榨條從未在市場(chǎng)上出現(xiàn)過。目前榨條的耐磨處理工藝主要以滲碳處理為主，其生產(chǎn)成本較低，但使用壽命較短，頻繁的停機(jī)更換榨條不僅造成了停機(jī)停產(chǎn)，還增加生產(chǎn)成本。我公司采用在榨條表面工作端敷焊一層高硬度合金層的工藝，實(shí)現(xiàn)了提高榨條抗磨損性能、延長榨條使用壽命的目的。

1 新型耐磨榨條性能分析

1.1 主要化學(xué)成分

針對(duì)榨油機(jī)榨條磨損嚴(yán)重的問題，采用全新敷焊工藝，通過向合金層中添加Cr、Ni、Mo、W等多元合金，依靠多元合金在表面層中形成大量的碳化物，達(dá)到抵抗磨損的目的。表1為新型耐磨榨條主要化學(xué)成分。

表1 新型耐磨榨條主要化學(xué)成分 %

1.2 宏觀洛氏硬度

將榨條表面耐磨合金層進(jìn)行打磨拋光，利用HR-150A多功能數(shù)字硬度計(jì)對(duì)堆焊層上表面進(jìn)行洛氏硬度測(cè)試，試樣測(cè)定5個(gè)點(diǎn)，取平均值。試驗(yàn)采用金剛石壓頭，載荷為150 kg，加載時(shí)間為5 s，測(cè)定點(diǎn)之間的距離或任一測(cè)定點(diǎn)距試樣邊緣的距離大于等于3 mm。所測(cè)量的硬度點(diǎn)符合國家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，榨條工作端洛氏硬度如表2所示。

由表2可知，榨條工作端洛氏硬度平均值為HRC62.1，不同點(diǎn)的硬度值均在HRC60以上。硬度測(cè)定點(diǎn)硬度值偏差較小，表明耐磨層組織中碳化物分布均勻，有利于材料性能的均一性。在磨損過程中，磨損會(huì)首先出現(xiàn)在材料均勻性差、硬度低的部位，組織均勻程度越高，硬度分布越均勻，越有利于提高耐磨性能，延長使用壽命。

表2 榨條工作端洛氏硬度

1.3 耐磨層金相組織分析

將榨條易磨損面進(jìn)行切割取樣，通過金相切割機(jī)、金相鑲樣機(jī)、磨樣機(jī)等設(shè)備進(jìn)行金相試樣的制備，利用OLS3000型號(hào)顯微鏡進(jìn)行組織觀察與圖像采集，榨條耐磨層金相組織見圖1。

榨條耐磨層中由于還有大量的Cr、Mo、W元素，導(dǎo)致金相組織中形成大量馬氏體組織。圖1中白色方形物質(zhì)為碳化鈮(NbC)硬質(zhì)相，Nb元素與C元素的結(jié)合較強(qiáng)，由于NbC熔點(diǎn)高作為初生相優(yōu)先析出，起到細(xì)化晶粒，增強(qiáng)材料韌性的作用。Nb元素會(huì)優(yōu)先與C元素結(jié)合形成化合物。NbC的硬度為2 400 HV[5]，僅低于碳化鎢，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物料的硬度，因此大量分布均勻的NbC的存在是提高榨條抗磨損性能的關(guān)鍵。

圖1 榨條耐磨層金相組織

2 新型耐磨榨條的實(shí)際應(yīng)用

將新型耐磨榨條應(yīng)用于山東某榨油廠。該廠主要生產(chǎn)花生油，使用設(shè)備為ZY-28型榨油機(jī)，每臺(tái)榨油機(jī)安裝400根榨條，共11臺(tái)榨油機(jī)。每臺(tái)設(shè)備實(shí)際過料量為60 t/d，以前榨條和榨螺都采用滲碳處理工藝，榨條磨損最大，每隔15 d需要拆裝1次，停產(chǎn)停機(jī)頻繁，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，按每根榨條15元算，每個(gè)月需要更新一批榨條約4 400根，需要花費(fèi)約66 000元，每年主要生產(chǎn)時(shí)間為5個(gè)月，因此每年榨條上面需要花費(fèi)約330 000元，對(duì)企業(yè)造成了嚴(yán)重的資金浪費(fèi)。

2015年3月該廠二車間1臺(tái)ZY-28型榨油機(jī)上安裝了新型耐磨榨條，使用條件與以前相同。同時(shí)，在其他榨油機(jī)上仍然使用滲碳榨條，在相同的工況條件下進(jìn)行對(duì)比。每隔15 d左右，根據(jù)出油情況進(jìn)行開機(jī)檢查。在第一次開機(jī)后，滲碳榨條磨損嚴(yán)重，部分榨條發(fā)生變形，而新型耐磨榨條幾乎沒有磨損。將磨損后的滲碳榨條進(jìn)行更換，繼續(xù)跟蹤試驗(yàn)。使用90 d后，新型耐磨榨條磨損量較小，榨條間隙保持良好，仍可以繼續(xù)使用。從實(shí)際應(yīng)用來看，新型耐磨榨條與傳統(tǒng)滲碳榨條相比，耐磨性能提高了至少5倍。而新型耐磨榨條的價(jià)格不到普通滲碳榨條價(jià)格的兩倍。由此可見,新型耐磨榨條不僅能夠延長榨條使用壽命降低勞動(dòng)成本，還能顯著降低企業(yè)榨油機(jī)配件成本。

3 結(jié) 論

(1)本文從宏觀硬度、金相組織兩個(gè)方面對(duì)新型耐磨榨條進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，新型耐磨榨條工作端表面硬度達(dá)到HRC62.1，金相組織中有大量分布廣泛的碳化物硬質(zhì)相，具備良好的抵抗磨損能力。

(2)將新型耐磨榨條進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測(cè)試。結(jié)果表明，新型耐磨榨條將停機(jī)更換榨條時(shí)間由原來的15 d延長為至少90 d，使用壽命至少提高5倍。

(3)新型耐磨榨條不僅能夠降低企業(yè)榨油機(jī)配件維護(hù)成本，還能夠降低車間工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

[1] 宋延沛, 羅全順, 謝敬佩, 等. 高強(qiáng)韌性耐磨鑄鋼榨螺的研制[J]. 鑄造技術(shù), 2000(1):22-24.

[2] 劉學(xué)進(jìn), 張麟. 螺旋榨油機(jī)榨螺表面抗磨工藝的研究現(xiàn)狀[J]. 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007, 26(1):45-48.

[3] 張麟, 劉學(xué)進(jìn), 李棟. 低溫螺旋榨油機(jī)榨螺表面爆炸噴涂涂層技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(7):113-115.

[4] 楊洗陳, 閻毓禾,鄭天禧，等. 榨油機(jī)榨條寬帶激光熱處理[J]. 機(jī)械工程材料，1989(5)：48-51.

[5] 田大標(biāo).鈮在高鉻鑄鐵堆焊層中的存在狀態(tài)[J].中國表面工程，2008,21(6):37-40.

Application of a novel type of wear-resistant pressing bar in large screw press

HU Jianping

(Beijing Gabbard Engineering Technology Co., Ltd., Beijing 100025, China)

The reason of abrasion of novel type of wear-resistant pressing bar was analyzed from the aspects of the macro Rockwell hardness and microstructure. The results showed that coating’s wear resistance was mainly depended on a large amount of carbide hard phase dispersed in the wear layer. The practical application showed that compared with the carburized pressing bar, the service life of novel type of wear-resistant pressing bar increased more than five times.

pressing bar; hardfacing; screw press

2016-12-09；

2017-01-18

胡建平(1984)，男，碩士研究生，主要從事表面工程、耐磨材料的研發(fā)工作(E-mail)hjp_gbd@163.com。

TS223；TS223.3

B

1003-7969(2017)05-0154-02