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机械与模具 刘军 等·密炼机关键件无裂纹合金层的研制

2.2 室壁体
为了提高室壁体在炼胶过程中的冷却效果，无裂
纹合金层室壁体的基材壁厚比有裂纹合金层的基材壁

厚薄，堆焊过程中更容易变形和开裂。所以必须研究
室壁体的结构刚性，均衡堆焊过程中的焊接应力。
室壁体的合金层堆焊属于多层大面积堆焊，当室
壁体长度超过 1 000 mm 时，必须在工艺上保证合金
层厚度的均匀性，保证堆焊温度的稳定性，避免产生
图 2 啮合型转子示意图
堆焊缺陷，才能保证合金层不出现裂纹。我们使用了
切线型转子外表面常用结构有四棱和六棱，左旋
能耐较高温度的专用自动化焊接装备和专用加热保温
和右旋混合结构，通常把螺旋棱的顶端定义棱峰，短
工装。
棱端头对应以外区域定义为基圆，长棱端头对应以外
堆焊后要保证缓冷，去应力退火过程中要缓慢升
区域定义为 U 区。
温和缓慢冷却。
切线型转子棱峰和 U 区是关键区域，堆焊难度大，
合金层打磨在专用磨床上完成。图 5 为成品有裂
容易产生裂纹。
纹合金层室壁体照片，图 6 为成品无裂纹合金层室壁
啮合型转子的棱峰、棱侧、基圆三个区域的磨损
体照片。
基本一样，都是关键区域，合金厚、面积大，容易产
生裂纹。
要保证这些关键部位的耐磨合金层堆焊后不出现
裂纹，工艺方法至关重要，要严格控制堆焊的过程温
度、电流、电压、焊接速度，保证先易后难的堆焊顺序，
用自动堆焊代替手工堆焊减少焊层缺陷。堆焊完成后
要进行保温缓冷。
合金层需要进行去应力退火处理，防止焊后延迟
裂纹发生。退火的升温和降温速率不能过快。
合金层打磨最好用专用打磨机床完成，人工打磨 图 5 有裂纹合金层室壁体成品照片
时也必须用磨床将棱峰磨好后，再刻划出打磨线，然
后再进行打磨。图 3 为有裂纹合金转子成品照片，图
4 为新研制的无裂纹合金转子成品照片。

图 6 无裂纹合金层室壁体成品照片
图 3 切线型有裂纹合金转子
2.3 应用
我公司统计数据为 2014 年 6 月至 2018 年 6 月。

四年间为轮胎制造公司提供 20 台无裂纹合金层密炼机
转子，使用效果良好。2018 年 7 月份至 2019 年 4 月
份 10 个月间已有 15 台无裂纹合金层密炼室相继制造
完成，无裂纹合金层的应用范围已经扩大到转子、室
图 4 切线型无裂纹合金转子

2019 第 45 卷 ·19·
年