電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的材料表面技術(shù)，其在機(jī)械零部件表面改性和表面修復(fù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對(duì)各種裝備零部件表面性能要求越來越高。在高溫、高速、高壓、重載和腐蝕介質(zhì)等條件下，零部件材料的破壞往往自表面開始，即磨損、腐蝕、高溫氧化等，表面的局部破壞經(jīng)常是整個(gè)零部件失效，最終導(dǎo)致整個(gè)裝備癱瘓。
電火花強(qiáng)化是一種低應(yīng)力、低變形的表面強(qiáng)化工藝。采用電火花沉積技術(shù)對(duì)工件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理可延長(zhǎng)工件的使用壽命，減少資源消耗，具有很高的節(jié)能環(huán)保意義。電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是直接利用電能的高能量密度對(duì)金屬表面進(jìn)行強(qiáng)化的工藝，它是通過電火花放電的作用，把作為電極的導(dǎo)電材料熔滲進(jìn)金屬工件的表層，從而形成合金化的表面強(qiáng)化層，使工件表面的物理，化學(xué)性能和力學(xué)性能得到改善。例如：采用WC、TiC等硬質(zhì)合金電極材料強(qiáng)化高速鋼和合金工具鋼材料的工件，強(qiáng)化表面能形成顯微硬度1500HM以上的耐磨，耐蝕和其有紅硬性的強(qiáng)化層，使工件的使用壽命明顯提高，電火花強(qiáng)化層與基體的結(jié)合非常牢固，不會(huì)發(fā)生剝落。因?yàn)閺?qiáng)化層是電極和工件材料在放電時(shí)的瞬時(shí)高溫高壓條件下重新合金化而形成的新合金層，而不是電極材料簡(jiǎn)單的涂覆和堆積，而且合金層與基體金屬之間具有氮元素等的擴(kuò)散層，該工藝已廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源、軍事、核工業(yè)、汽車、電力、冶金、礦山以及精密機(jī)械零部件的表面強(qiáng)化。使工件具有高硬度、高耐磨性、高疲勞強(qiáng)度、高耐磨蝕性和抗氧化、耐高溫、耐燒蝕等特殊性能。
通過大量的強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)從強(qiáng)化的設(shè)備和工藝得出以下幾點(diǎn)規(guī)律：
1. 強(qiáng)化層的厚度與點(diǎn)擊的物理特性有很大的關(guān)系。熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性好的材料涂層增厚困難，在選擇強(qiáng)化材料時(shí)要考慮這一點(diǎn)。
2. 強(qiáng)化層的厚度與設(shè)備參數(shù)有密切關(guān)系，適當(dāng)提高電壓值、電容量等對(duì)提高強(qiáng)化層的厚度有利。
3. 強(qiáng)化層的厚度與強(qiáng)化時(shí)間有關(guān)系，用氣體保護(hù)時(shí)，涂層的表面質(zhì)量較好，涂層比較均勻、連續(xù)、致密度高，質(zhì)量較好。
工件表面強(qiáng)化層的厚度和質(zhì)量與哪些因素有關(guān)：
1.采用的電極材料比較適合強(qiáng)化要求。
2.設(shè)備的電壓值與功率的變化有利于電極材料的電蝕和過渡
3.使用氬氣保護(hù)可以有效的防止電極材料的氧化，有利于電極材料的均勻過渡，有效的改善涂層的表面質(zhì)量。
4.電極采用旋轉(zhuǎn)方式，相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)備的電極振動(dòng)方式具有較大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楹笳攉@得涂層為電極材料的點(diǎn)堆積，涂層的連續(xù)性，均勻性很難得到保證；而電極旋轉(zhuǎn)時(shí)，電極與基體之間為線接觸，乃至于面的接觸，得到涂層為連續(xù)涂層。
電火花表面強(qiáng)化層的硬度在很大程度上由電極材料決定的，采用鈷鉻鎢合金電極進(jìn)行強(qiáng)化時(shí)，獲得的表面白亮層的硬度明顯要比基體材料的高，這表明可以采用合適的電極材料來獲得各種性能的涂層，以滿足對(duì)表面涂層的不同要求。作為水輪機(jī)的用戶，電站對(duì)運(yùn)行中的水輪機(jī)通流部件，特別是轉(zhuǎn)輪的汽蝕破壞，是當(dāng)前水輪機(jī)運(yùn)行中最突出的問題，采用有效的汽蝕防護(hù)措施，均可以減少因汽蝕破壞而引起的水輪機(jī)效率下降所帶來的電能損失；延長(zhǎng)檢修周期、縮短檢修時(shí)間和降低檢修費(fèi)用、減少因停機(jī)檢修所帶來的電能損失，避免或降低因汽蝕引起的噪聲的機(jī)組的不穩(wěn)定。采取有效的防護(hù)措施，以提高水輪機(jī)的汽蝕性能。
運(yùn)行中的水輪機(jī)汽蝕的防護(hù)方法，主要從兩個(gè)方面著手，對(duì)易受汽蝕破壞的部件采取保護(hù)、消除或減輕產(chǎn)生的汽蝕破壞的根源。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐探索出許多汽蝕防護(hù)的措施，并在一些電站取得了一定的效果。這些措施包括沉積金屬陶瓷、金屬防護(hù)層……。
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