水輪機葉輪表面強化

電火花表面強化技術

電火花表面強化技術是一種具有優勢的材料表面技術，其在機械零部件表面改性和表面修復等方面具有廣闊的應用前景。隨著工業現代化的發展，對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，表面的局部破壞經常是整個零部件失效，終導致整個裝備癱瘓。

電火花強化是一種低應力、低變形的表面強化工藝。采用電火花沉積技術對工件表面進行強化處理可延長工件的使用壽命，減少資源消耗，具有很高的節能環保意義。電火花表面強化技術是直接利用電能的高能量密度對金屬表面進行強化的工藝，它是通過電火花放電的作用，把作為電的導電材料熔滲進金屬工件的表層，從而形成合金化的表面強化層，使工件表面的物理，化學性能和力學性能得到改善。例如：采用WC、TiC等硬質合金電材料強化高速鋼和合金工具鋼材料的工件，強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化層，使工件的使用壽命明顯提高，電火花強化層與基體的結合非常牢固，不會發生剝落。因為強化層是電和工件材料在放電時的瞬時高溫高壓條件下重新合金化而形成的新合金層，而不是電材料簡單的涂覆和堆積，而且合金層與基體金屬之間具有氮元素等的擴散層，該工藝已廣泛應用于航空、航天、能源、軍事、核工業、汽車、電力、醫療、冶金、礦山以及精密機械零部件的表面強化。使工件具有高硬度、高耐磨性、高疲勞強度、高耐磨蝕性和抗氧化、耐高溫、耐燒蝕等特殊性能。

通過量的強化實驗從強化的設備和工藝得出以下幾點規律：

1. 強化層的厚度與點擊的物理特性有很的關系。熔點高、導熱性和導電性好的材料涂層增厚困難，在選擇強化材料時要考慮這一點。

2. 強化層的厚度與設備參數有密切關系，適當提高電壓值、電容量等對提高強化層的厚度有利。

3. 強化層的厚度與強化時間有關系，用氣體保護時，涂層的表面質量較好，涂層比較均勻、連續、致密度高，質量較好。

工件表面強化層的厚度和質量與哪些因素有關：

1.采用的電材料比較適合強化要求。

2.設備的電壓值與功率的變化有利于電材料的電蝕和過渡

3.使用氬氣保護可以有效的防止電材料的氧化，有利于電材料的均勻過渡，有效的改善涂層的表面質量。

4.電采用旋轉方式，相對于傳統設備的電振動方式具有較的優勢，因為后者獲得涂層為電材料的點堆積，涂層的連續性，均勻性很難得到保證；而電旋轉時，電與基體之間為線接觸，乃至于面的接觸，得到涂層為連續涂層。

電火花表面強化層的硬度在很程度上由電材料決定的，采用鈷鉻鎢合金電進行強化時，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材料來獲得各種性能的涂層，以滿足對表面涂層的不同要求。作為水輪機的用戶，電站對運行中的水輪機通流部件，特別是轉輪的汽蝕破壞，是當前水輪機運行中突出的問題，采用有效的汽蝕防護措施，均可以減少因汽蝕破壞而引起的水輪機效率下降所帶來的電能損失；延長檢修周期、縮短檢修時間和降低檢修費用、減少因停機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組的不穩定。采取有效的防護措施，以提高水輪機的汽蝕性能。

運行中的水輪機汽蝕的防護方法，主要從兩個方面著手，對易受汽蝕破壞的部件采取保護、消除或減輕產生的汽蝕破壞的根源。經過反復的實踐探索出許多汽蝕防護的措施，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、金屬防護層……。