采用等离子喷涂技术修复巴马格公司高速纺丝机卷绕头槽

工业丝 卷绕机 纺丝技术 工艺探讨

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纫丝枷 . 采用等离子喷涂技术修复巴马格公司高速纺丝机卷绕头槽辊巡 (航蚣司六五 )中虹业第二张所国摘要

一

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A本叙中航工总司六五究采等子涂术不捐 文述国空业套第二研所用离喷技对同伤程度的糟辊进行修复 .究 I作包括槽辊原潦层的去球,潦层的设计,料选择,研新材喷潦 I艺参数的选择,层加I和后处理及涂层质量的控制等 .涂

国产化问题放在重要的位置 .一

前

言

自八十年代初以来,国从德国巴马格我公司先后引进数百台高速纺丝机,成为我它国涤纶长丝行业前纺工段的主要设备高速

自八六年初,我们曾与北京涤纶实验厂合作,索研究采用等离子喷涂陶瓷技术,探修复加弹机罗拉 (见本刊 1 8年 2期)在此基 96 .础上,又对槽辊等离子喷涂修复,新进行了翻

研究,对损伤轻微 (即个别状损伤)的槽辊进行局部喷涂修复;对损坏严重 (伤面积而损大,损伤部位多 )的槽辊进行全面喷涂翻新 . 研究工作包括槽辊原涂层的去除,新涂层的设计,料的选择,材喷涂工艺参数的选择,涂层的加工和后处理以及质量控制等 .修复翻新工作取得成功,辊在北京涤纶实验厂,槽北

纺丝机的卷绕头是全机的关键部件,而辅助槽辊是它的外壳,成外转子电机的转子构圆柱形转子表面上车有往复式 V形螺旋槽 .丝

状纤维绕过螺旋槽,卷绕于筒子上,槽底和槽侧是其主要工作表面特殊的外形表面涂有

陶瓷潦层 .工作时,由于旋转速度很高,涂层承受较大的离心力和反复应力 .因此,作经工一

京化纤总厂,定化纤联合厂,州化纤厂,保郑 江西涤纶厂等生产使用,到用户的好评,受取代了昂贵的进口备件和出国修复的途径 .为此,国航空工业总公司第六二五研究所获中得中国化纤公司颁发的化纤机械配件等离子喷涂技术的质量认可双星标志.,

段时期以后,涂层常有剥落,破损,口,缺裂

纹等缺陷 .而导致频繁断头和毛丝的出现,从 严重影响纤维的质量和设备的开位率 .一般槽辊使用寿命为三年左右,因此,我国现有设备的备件问题已相当突出,将面临停机的并危险.备件的供应和修复,新是件复杂而细翻致的工作 .选择进口途径,若一则将昂贵槽辊的基体弃之,疑

是件浪费 .无二则需花费大量

二

工艺分析

外汇去购买新件 .若将槽辊送到国外去修复, 同样需要花费大量外汇,且停机时间长,而其停机的损失亦相当可观 .因此,有关部门将化

1槽辊是卷绕头的主要另件, .圆柱形的转子表面车有往复式 V形槽,它是外转子电机的转子,形尺寸有 1 8× ( O, 0,外 0 4 O 6 0

纤机械关键部件的修复,舒新和备件,品的备~

90几种规格 .转子的转速为 1 75~ 0) 19

3一 8

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1 6 0 M .表面线速度 4 0~6 0/ . 7 9 RP 0 0 0 0米分 V形槽的槽底和槽侧为其工作表面 .表面涂有氧化铝钛陶瓷涂层 .它具有较高的表面光洁度,的磨擦系数和耐纤维磨损的性能低由于螺旋槽深而窄 .喷涂时要保证槽底和槽侧

子上 .丝的卷绕张力通过螺旋槽的深度变化而达到一致 .此,底和槽侧是陶瓷质的工因槽作表面 .而外圆表面为非工作表面 .为了提高涂层的表面光洁度,低磨擦系数,须对降必涂层表面进行磨削,光,处理 .对于非工抛后作的外圆表面可以采用手工水砂纸软磨削或砂轮刚性磨削,原则是由粗到精 .终光洁其最度达到 1 6 m.而对于槽底和槽侧,其是 ./ x尤纤维换向的"角"带,削和抛光亦采取三地磨相同原则 .由粗到精 .不过以手工操作为主 . 最终光洁度可达 0 4 . .~0 2 m.

涂层有足够的厚度和结合强度 .选择合适的工艺,喷涂材料,射角度以及工艺参数将成喷为修复技术工作的关键

2槽辊的基体材料为钢或铝,面涂有 .表氧化铝钛陶瓷涂层,涂层厚度为 0 3~O 2 .O . 0毫米 .由于每喷涂一遍,涂层厚度为 0 O~ .1 0 0 5毫米 .因此,辊表面需反复喷涂 3 .1槽 O遍左右,能完成 .才 3由于基体材料和陶瓷涂层热膨胀系数 .相差甚多,随着喷涂遍数的增加,度和应力温随之积累增加 .当应力超过涂层的结合强度时;层就会产生开裂,壳等问题 .此,涂脱因喷涂过程的热应力成为涂层破坏的主要因素 . 在喷涂过程中采取间断喷涂法和强迫吹气冷却,减少喷涂过程热应力可 4槽辊外表面在喷涂陶瓷之前采用镀镍 .处理,后进行热处理,提高镍镀层的硬然以

三1局部修复 .

修复方案

局部修复适用于槽辊涂层轻微损伤 (损伤点小而少) .修复步

骤如下: ①将槽辊涂层完好部分遮盖起来,涂将层损伤部分暴露出来} ②对涂层损伤处进行喷砂预处理; ③对损伤处进行喷涂陶瓷,缺损补上将

度.镍层具有保护基体的作用,并作为等离子喷涂的过渡底层 .此,用喷砂法去除原槽因在辊涂层的时候,必须保留镍镀层为了可靠起见,在修复时喷涂陶瓷涂层之前,可先喷涂一层镍铝底层,度约 00毫米 .厚 .8

并考虑加工余量; ④用油石磨去加工余量;损伤部位的使高度与周围涂层平齐,平滑过渡; ⑤最后对槽辊整体抛光,处理 .后 2整体修复 .整体修复适用于槽辊涂层严重损伤 (损

5辊表面的氧化铝钛层 ( T1 1 )氧 . P 01中化铝含量为 8,化钛含量 1 7氧 3氧化铝的熔点是 2 7℃,硬,擦系数低,纤维 00质摩耐

伤点多,损坏面积大 ) .修复步骤如下:①原涂层去除,用化学剥离法或机械可喷砂法去除原涂层,格控制砂子粒度,气严吹压力和喷砂时间;

磨损.氧化钛的熔点是 10 C, 8 0质软,它的掺入可以降低喷涂材料的熔点,从而改善其熔化状况,使涂层更致密,韧性增加.其次,化氧钛 (称金红石 )有微导电功能,的掺入俗具它使涂层亦具有微导电性 .作时,将与纤维工能摩擦产生的静电导走 .这些静电在化纤纺丝中是最令人讨厌的 .

②采用半机械化喷涂机构,槽辊装上将芯轴,由传动机构带动旋转,将喷枪装在刀而架上,由齿轮,条机构带动刀架作相对往复齿运动 .辊的螺旋槽是其工作表面,理选择槽合喷射角度是形成均匀涂层的关键 .涂时,喷喷射角保持在 - 6 . .0, 6 . . 2 5,.+ 2 5三个位置,使槽底,侧的涂层既不会出现露底现象,不槽亦会出现过多的重叠和明显的叠痕 .使表面涂一

6圆柱形槽辊表面车有 v形旋槽,升 .旋角为 7, .丝状纤维绕过螺旋槽高速卷绕在筒

3— 9

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层基本均匀;

衰 1等离子喷淙工艺参般NiA[层/底氩气流量 (/ )升分 氢气流量 (/ )升分 电流 ( )安 电压 ' )伏 进粉氩气流量 (/ )升分 进粉嘴角度 () . 距离( r u t n) 9 0 l0 l5 l~ 2 9 0 8~9 0 0 4~ 5 5 0 5 6~ 50 5 6 2 25 3 .~ 氧化铝钍( T1 1 )屠 P 0 1面

③槽辊表面的涂层均需进行机械和手工磨削,光,后进行后处理 .抛最

3~ 4 8 1 5 7~ 50 50 5t 8 6 5 35 4 .~

四1保护 .

关键工

序

对于轻微损伤的槽辊需要局部修复时, 就需要采取局部保护措施,马口铁皮剪出用 与涂层损伤相应大小的窟窿,后将铁皮复然盖于损伤处 .喷砂枪对准损伤处喷砂,基用使体表面粗化,后对窟窿内喷涂陶瓷涂层}最涂层厚度应超过原涂层,考虑加工余量 .并 2等离子喷涂 .采用等离子喷涂氧化铝钛陶瓷是全部工艺技术的关键 .涂使用瑞士 ( T)司生产喷 P公

3涂层/ - . jr u槽辊工作时的运转速度很高,表面线其速度达 40~60 0 0 0 0米/,的表面与纤维分它

有相对滑动 .为了减少磨擦,要求涂层工作表面光滑,其是槽底和槽侧,洁度可达 0尤光 . 4 m一0 2t涂层的光饰加工可以采用机 .p m,械或手工的磨削,抛光来实施 .磨削和抛光即采用水砂纸必须充分冷却,方面具有润滑一作用,另一方面具有冷却作用 .择可以防止选涂层软化,粒嵌入涂层表面 .砂 4涂层后处理 .根据涂层的形成机理,层内存有穿透涂性和封闭性气孔,透性气孔将导致有害气穿

的高能,高焓 A 3 s等离子喷涂设备 .一∞O该设备 F 4等离子喷枪能在 5 5千瓦以下长期,稳定工作,束流集中,量密度大 .度高,能温速度快,证陶瓷粉末充分熔化 .涂层硬而致保故密,滑而耐磨 .采用钨套喷嘴的先进结构,光

确保唢嘴高寿命,而涂层干净无铜点污染喷涂采用半机械化运动机构,槽辊的旋转运动和喷枪往复移动均由传动机构实施, 避免手工操作的不稳定性,有槽辊的装夹只由人工来完成喷枪的喷射角度在一6 ..0, 6 . . 2 5,.+ 2 5三个位置摆动 .根据需要交替进行 .这将使涂层尽可能均匀而避免过多重叠或漏底 . 喷涂氧化铝钛 ( T1 1 )末的工艺参 P 0 1粉数可以参考标准工艺规范.一般采用 3 5千瓦的功率喷涂 .由于氧化铝钛陶瓷熔点较高,导热系数低而影响粉末的熔化程度 .为了增加粉末颗粒在束流中的滞留时间,主气流量氩不宜过大,氢辅气流量不宜过小 .了确保微为细粉末溅落在工件表面,涂距离不宜过远 .喷 但是,防止基体过热,涂距离亦不宜过为喷近 .喷涂工艺参数见表 1 .40

体或液体渗入基体,腐蚀基体,最终导致基体和涂层的破坏 .铝质基体的槽辊尤为严重 .钢质基体喷涂前镀镍处理和铝质基体喷涂镍铝

底层,有利于防止腐蚀处理 .但是,点尚均这不够,槽辊陶瓷涂层必须进行封孔后处理 .对 使其在工作时,方面具有防腐特性,一方 一另面还具有白润滑功能

五

结

论

1在我国引进众多巴马格高速纺丝机 _中,绕头是关键部件,槽辊 V形面涂有卷其氧化铝钛陶瓷涂层 .由于各种原因,层易遭 涂

损伤,直接影响纺丝质量和生产效率 .采取引进备件或送到国外去修复将支付大量外汇, 并且周期很长,这些均会影响企业的经济效益.

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2中国航空工业总公司第六二五研究所 .

究,获成功,成熟地应用于生产中.终并

采取等离子喷涂技术对不同损伤程度的槽辊进行修复或全部翻新 .年来,过几个工厂数经

4陶瓷涂层 (化铝钛,化铬等 )由于 .氧氧,其质硬耐磨,纤维磨损,层光滑致密,耐涂耐蚀性好,掉色,作为化纤机械导丝件的工不常作面层 .采用等离子喷涂陶瓷的导丝件比起整体陶瓷件有众多优点,性好,度高,刚强重量轻因此,瓷涂层的导丝件结构可以复陶杂,精度高而易于批量生产 .因而等离子喷涂技术是纺织化纤机械行业的关键工艺技术 .

的生产使用证实,修复研究是成功的,并得到中国化纤公司质量认可,备件生产质量两获星标志,以代替进口备件 .可 3等离子喷涂修复或翻新是件工作量较 .大,术性较强的工作 .中等离子喷涂层加技其工技术关键 .第六二五所经过长期探索,研

T0 RE PAI TH E R0 0 VED U RM F R G D 0 BA RM AG 'H I H— G

S EED I P W NDER BY P LAS A C0AT NG TEC M I HNI QNELu Gu n a we n h n n h i ia d Z a g Do g a ( e No 6 5 R sa c n t u e f ( ia Av a inI d s y C r . Th . 2 ee rh I si t o ' n it n u t o p ) t h o r

Ab t a t sr cTh e a r p o e s f r g o v d d u f d fe e t d m a e e r e b l s o t g t c n q e B h e r p i r c s o r o e r ms o i f r n a g d d g e y p a ma c a i e h i u t t e n No 6 5 Re e r h I s iu e o i a Av a i n I d s r r . 2 s a c n tt t fCh n i to n u ty Co p. d s rb d.Thewo k n l d e v l fo i— e c ie r s i c u e r mo a rg o

i a o tn s,d s g n t ra s s l c o e c a i g s lc on ofc a i g t c n l g a a e e s p o n lc a i g e i n a d ma e il e e t n ofn w o tn s, e e t o t e h o o y p r m t r, r i n c s i g a d fn s i g o e c a i g a h o t o fc a i g q a iy e c e sn n i i h n fn w o t nd t e c n r lo o tn u lt

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高温熔体压力传感器及仪表姜目 DYNICO畚司王要生产高温熔】力吏逆器 (感嚣一: S压恃吐示控制仪表,中国的化纤,织,料噩食品打业的在纺塑睫塑,塑过程中已有 1广泛 响 .其产品主要应甩在挤压机上 .:挤々如

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