表面技术在冶金设备制造与维修中的运用分析

李尊善

（宝武重工有限公司钢结构工程分公司，安徽 马鞍山 243000）

目前随着我国金属制造工艺的不断发展，表面技术在冶金设备的制造以及维修过程中的应用范围越来越广泛。表面技术就是通过对于冶金制造设备的外表面进行涂层施工，有效地改变冶金设备的表面状态，以及化学成分，不仅能够在一定程度上提高冶金设备的美观程度，还能够有效的防御外界环境对冶金设备所带来的破坏和影响。同时，通过将表面技术应用在冶金设备的制造以及后期的维修过程中，不仅能够延长冶金设备的使用寿命，还能够有效地保障冶金设备的正常运行。

1 表面技术的概念

在传统意义上，表面技术其实就是一种表层材料的加工技术，通过运用化学方法，例如离子焊接、火焰喷焊、喷涂工艺、渗透技术等方法来改变设备的表面材料性能。除此之外，可以改变设备表层的金属形态，从而有效的优化设备表面材料的组织结构，提高表面材料的化学性能。从实际的运用效果上来看，表面技术其实就是在设备的表面形成了一层防护膜，让设备具有一定的抗腐蚀性、抗高温和抗氧化的能力。能够让设备在高温或特殊条件下也正常运行，与此同时，表面技术还可以提高设备的物理性能，甚至能够起到降低设备噪音的作用，这种技术能够有效地延长设备的使用寿命，提高设备的使用性能。表面技术最为明显的优势就是在应用的过程中，能够使设备的表面具备功能性的涂层，并且涂层整体并不会对设备的运行带来影响。使用表面技术为设备形成外表面涂层，并不会对设备的外观带来较大的影响，通常来说，在设备表面形成的涂层较薄，甚至可以达到微米级别的厚度，但是就是这层防护涂层就可以有效的优化设备的使用性能。对冶金设备采用表面处理技术，能够有效地优化冶金设备的使用性能，让冶金设备在使用的过程中发挥出其应有的价值。

2 冶金行业的范围以及发展的特点

目前随着我国工业制造技术的不断发展，冶金行业也得到了突破性的进展。而在我国，许多炼钢以及采矿的作业现场，必须要采用一些小型的冶金设备辅助加工才能够延长主体设备的使用寿命，提高加工的效率和质量。在冶金行业制造的过程中，需要运用到多种材料技术，在进行表面材料加工技术之前必须要根据冶金设备的实际状况来选择合适的材料，才能够保障材料技术能够得到有效地应用。例如冶金加工通常会在高温高压等特殊条件下进行。因此，在选择材料时，就需要选择一些抗压性强，耐久性好的材料加以利用。冶金设备在运用的过程中最明显的特征就是具有较大的体积和重量，冶金设备是由多种混合材料所构成的，在制造的过程中，组合零件也较多。由于冶金设备的特殊使用性能，在制造时可能会需要制造不同的零件区域部位，例如轴类组合设备或齿轮运动设备，这些组合设备在运用的过程中，通常都会受到严重的磨损，因此，需要选择一些耐磨抗压的表面材料。如果冶金设备在使用的过程中发生了故障或磨损，在进行维修时，只应用单一的维修技术很难完全修复设备的故障区域，这就需要采用多种修复工艺，才能够对设备的故障区域进行修补。除此之外，很多冶金设备需要在高温条件下运行，通常这些温度都处在400℃到1000℃之间，因此在生产部分冶金设备时，必须要注重选择耐高温性的材料，才能够提高设备的整体使用寿命。而传统的表面处理技术，在冶金设备维修以及制造过程中的应用效果并不理想，只有不断加强表面处理技术的创新和发展，才能够加强表面处理技术，在冶金设备制造与维修过程中的应用，不断提高设备的耐久性，能让冶金设备的使用效果更加理想。

3 表面处理技术在冶金设备维修与制造过程中的具体应用

近年来，随着我国表面处理技术的工艺不断发展，新型的激光喷涂技术、超音速喷涂技术、等离子表面处理技术等先进的表面处理工艺已经代替了传统的电镀式表面处理技术。这些新型技术的创新，让表面处理技术的应用范围更加广泛，并且应用的效果更加理想。例如在使用的过程中，采用等离子表面处理技术，能够让冶金设备的金属零件表面等离子束的高温作用下，在短时间内形成与离子束流区域范围相同的熔池，然后应用合金表面材料均匀地喷洒在离子束的范围内，这些材料通过高温加热后，能够与冶金设备的金属零部件表面发生混合作用，当温度降低时，就能够凝固在冶金设备金属零部件的表面，形成非常牢固的表面涂层。有效地提高了冶金设备零部件的抗摩擦能力，并且操作流程较为简洁。

3.1 不同冶金设备制造与维修技术的具体应用

在冶金工艺制造的过程中轧辊和输送辊是最为常见的冶金基础设备，并且在整个冶金行业中得到了广泛的应用。为了有效地提高冶金工艺的质量以及效率，必须要保障轧辊和输送辊的整体质量以及应用性能。在此过程中，可以对扎辊和输送辊这两种设备采用等离子束表面处理技术或超音速喷涂技术来对设备表面进行处理或维修。

3.1.1 等离子束表面施工技术的运用

等离子束表面施工技术在冶金设备的制造以及维修过程中，主要是利用了高频率的放电原理来对冶金设备的表面部件进行焊接，通过这项表面处理技术，能够有效地修补冶金设备表面的磨损部位确保冶金施工设备的完整性，同时还能够有效地强化冶金施工设备的使用性能，在一定程度上提高冶金设备的抗腐蚀能力、抗压性能、抗摩擦性能等。在冶金设备制造与维修的过程中，常见的表面施工材料主要有含铁合金粉末、含镍合金粉末和复合性合金粉末。

3.1.2 超音速喷涂技术的应用

超音速喷涂技术主要是将经过预热的合金粉末涂层进行，再加热当温度加热到1000℃以上时，就能够使合金粉末涂层中的颗粒融化，然后应用到冶金设备的表面。这种技术可以让冶金设备的表面涂层形成硼化物质和硅化物质。同时，高温处理技术还能够让金属粉末中的颗粒与冶金设备的表面实现高效的融合。例如应用超音速火焰喷涂羰基碳化钨合金材料，将高温处理过后的合金材料应用在镀锌辊表面的强化工艺中，这种技术通常在冶金设备的轧辊和输送辊的制造与维修过程中应用较多。

3.1.3 表面激光处理技术

表面激光处理技术也是冶金材料表面处理技术的常见方法之一。这种方法主要是利用激光照射表面材料被照射的表面材料，通过吸收激光中传递的热能得到温度的提升，能够在较短的时间内表面结构发生融化现象，然后通过快速冷却实现表面结构与合金材料的融合。表面激光处理技术经常被运用在碳素体灰铁、合金钢、铝合金等表面材料的应用过程中。

等离子束表面冶金技术与超音速喷涂技术的方法操作流程较为简洁，通过采用这种表面施工技术，能够让冶金设备的零部件具备优良的性能。目前我国国内冶金设备中的轧辊和输送辊在制造与维修的过程中，经常会运用到这种表面施工技术，通过表面施工技术的应用，能够优化轧辊和输送辊的性能，满足了施工行业对于设备的基本要求[1]。

3.2 表面技术在冶金设备其他方面的具体应用

由于冶金设备使用的条件较为特殊，因此在使用的过程中，其表面必须要具备较好的抗腐蚀能力以及抗磨损性能。目前在一些条件较为极端的工作环境下，镍、铁等合金材料在冶金设备的运用过程中，都不能够实现较好的抗腐蚀以及耐摩擦性能，而通过不断地研究，我们发现如果在冶金设备的制造与维修过程中添加一定量的碳化钨金属合金粉末就能够有效地提高冶金设备的耐腐蚀能力，以及耐摩擦性能，除此之外，还能让冶金设备的表面具有一定的柔韧性。在目前的冶金设备制造以及维修的过程中，碳化钨合金粉末已经成为了一种新型的表面强化材料，被广泛的应用在冶金设备的轧辊以及输送辊表面加固工艺中。除此之外，还在这种复合粉末的基础上添加了，具有润滑能力的复合性粉末以及耐高温和隔热能力的复合性粉末，不断提高了冶金设备的使用性能，让冶金设备在极端施工条件下也能够得到良好的运用。近年来，国际上还研究出一种表面控制锻造技术，这种技术可以在表面塑形，冷却的过程中，利用碳化钒这种合金材料来强化冶金设备的零件部位。这种合金材料的应用，能够在一定程度上减轻冶金设备的整体重量，在未来的发展过程中，这种表面施工技术将会实现冶金设备的小型化发展[2]。

4 结语

综上所述，通过表面技术能够对冶金设备的表面形成保护层，有效地提高了冶金设备的使用性能。并且能让冶金设备在一些极端施工环境下也能够得到良好的运用，有效地提高了冶金设备的抗腐蚀、抗摩擦，以及抗压性能。同时也为行业的生产效率和质量的提高提供了技术支撑。在未来，我们将会进一步加强对表面技术的研究和运用，提高冶金设备对于表面技术的应用效率，不断推动冶金设备的小型化以及轻量型发展。