本发明涉及刮板再制造，具体涉及一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法。
背景技术：
1、煤矿综采工作面的采煤机、刮板输送机及液压支架被称为综采工作面三机，是整套综采设备的核心，其中，刮板输送机承担着煤炭运输的任务，其性能直接关系煤炭开采工作的安全和效率。刮板作为刮板输送机的关键部件，其作用是推动煤炭、矸石、岩石等松散物料在中部槽上的运动，刮板在工作过程中受力复杂，既受到圆环链的拉力，又受到物料移动阻力和多向的摩檫力，同时也与输送机的溜槽、槽帮等部件之间存在剐蹭，所以极易出现磨损，其中，刮板下表面和斧头部位的磨损最为严重。端部的磨损使得报废刮板的剩余长度相较原设计长度普遍减少20mm以上，当刮板的整体尺寸小于安全尺寸时，刮板可能跳出卡槽，导致生产中断，甚至出现安全事故，另外，强烈的磨损导致刮板的使用寿命普遍较短，一般仅为2～3个月，这使得刮板成为刮板输送机上消耗数量最大的配件。目前，磨损过度的刮板大多直接报废，当废品处理，这样煤矿综采不仅需要每年采购大量的新刮板，还造成钢铁资源的大量浪费。采购新刮板需要大量资金，因刮板磨损导致的停机检修同样需要大量的检修资金，导致成本的提高。因此，目前亟需对磨损废旧刮板进行增材加工再制造，并提升刮板耐磨损性能，延长其使用寿命。针对上述问题，本发明提供了一种利用等离子增材技术对磨损废旧刮板进行再制造的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，采用等离子增材制造的方法，在磨损失效的废旧刮板上沉积与刮板基体呈冶金结合的耐磨合金层，同时将刮板尺寸恢复至接近原始尺寸，之后在耐磨合金层的基础上再包覆耐磨环氧树脂涂层，获得一种再制造刮板，能够解决大量废旧刮板浪费的问题，减少资源浪费，降低成本，同时经过再制造得到的刮板的耐磨性能良好。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，具体包括以下步骤：
3、(1)表面处理：对废旧的刮板进行表面处理，去除表面的油污和锈蚀层；
4、(2)三维形貌扫描：使用表面三维形貌扫描设备对表面清理后的刮板进行扫描，获取刮板的三维形貌数据，然后与同规格新刮板的三维形貌的尺寸数据对比，确定废旧刮板待修复部位的增材加工量；
5、(3)等离子增材加工：使用等离子增材制造设备在废旧刮板修复部位沉积耐磨合金层；
6、(4)合金层表面处理：去除沉积耐磨合金层表面的熔渣、毛刺、氧化皮，并刷涂硅烷偶联剂；
7、(5)包覆环氧树脂层：在耐磨合金层表面包覆环氧树脂涂层，得到耐磨合金-环氧树脂复合层刮板；
8、所述步骤(3)中的耐磨合金层为钴基合金层，所述钴基合金层由等离子增材制造设备将合金粉末沉积在刮板表面形成，所述合金粉末按质量百分比计，包括以下组分：c:0.02～0.07％，cr:1.62～2.37％，mn:2.25～2.77％，ni:0.50～1.39％，fe:6.54～7.18％，mo:3.55～3.98％，nb:15.71～16.24％，v:1.26～1.63％，ti:1.05～1.62％，al:0.02～0.06％，cu:5.45～5.96％，ta:0.05～0.08％，re:2.05～2.85％，ce:0.03～0.15％，zr:3.35～4.28％，la:0.20～0.40％，be:0.06～0.09％，sc:0.29～0.64％，sn:0.35～0.83％，w:2.24～3.19％，te:0.15～1.19％，pb:1.25～1.65％，余量为co。
9、优选的，所述合金粉末的组分纯度均大于99.5％，粒径大小为-60～320目。
10、优选的，所述步骤(3)沉积耐磨合金层时，内部沉积层的两相邻沉积道搭接率为30～40％，最外层的两相邻沉积道搭接率为0％～15％，沉积耐磨合金层至与同规格新刮板尺寸有0.5～2mm的负偏差。
11、优选的，所述步骤(4)中所用的硅烷偶联剂为kh-550、kh-792、南大-42、南大-73、a-171、a-1160中的一种。
12、优选的，所述步骤(5)的具体操作为：将改性填料加入到甲苯和正丁醇的混合溶剂中，超声分散，然后再加入环氧树脂和固化剂，搅拌混合均匀后刷涂到耐磨合金层表面，然后真空干燥、室温固化、修整后完成环氧树脂涂层的包覆。
13、优选的，所述固化剂与环氧树脂的质量比为1：(1～2)，改性填料质量占环氧树脂和固化剂二者质量总和的2～3％；甲苯和正丁醇的质量比为7：3，且甲苯和正丁醇的总质量是环氧树脂和固化剂总质量的20％。
14、优选的，所述步骤(5)中环氧树脂为双酚a型环氧树脂；固化剂为聚酰胺；改性填料为微纳米粒子。
15、优选的，所述环氧树脂为巴陵石化e44、凤凰6101、南亚128、三木828中的一种；所述固化剂为聚酰胺；所述改性填料为sio2、al2o3、zro2、sic、wc中的一种。
16、本发明还提供了上述制造方法制得的耐磨合金-环氧树脂层刮板，其特征在于：所述耐磨合金-环氧树脂层刮板包括刮板基体、沉积在所述刮板基体外表面的耐磨合金层以及包覆在所述耐磨合金层外表面的环氧树脂涂层。
17、优选的，所述环氧树脂涂层的厚度为0.5～2mm。
18、本发明提供的等离子增材沉积耐磨合金层与刮板呈现冶金结合，无缺陷，硬度高，耐磨性好，适用于刮板的增材制造生产。耐磨合金层成分由多种合金元素组成，通过调控元素的种类及其含量，可以实现元素之间的最佳配合，保证耐磨合金层具有高硬度、高耐磨性。其中，ce、la、mn、sc等元素能够起到细化晶粒、消除杂质，稳定耐磨合金层组织的作用；nb、cu、zr、ta、v、ti等元素则形成金属化合物增强颗粒，能够提高耐磨合金层的硬度和耐磨性。另外，该耐磨合金层化学组分中的cr、ni元素含量低，降低了对cr、ni金属材料的消耗。
19、由于增材制造本身特点的原因，沉积的耐磨合金层表面粗糙，易增加槽帮、溜槽的磨损，对增材再制造的刮板外层去除毛刺后包覆耐磨环氧树脂涂层，不仅能降低落煤、落矸等对刮板冲击影响，还能减小刮板与槽帮、溜槽之间的磨损。此外，等离子增材制造沉积层粗糙的表面，能够与有机涂层形成嵌合结构的界面，增加有机涂层的结合强度。
20、因此，本发明提供了一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，与现有方法相比较，有益效果如下：
21、(1)本发明提供的耐磨合金层化学成分配方科学合理，稳定可靠，性能好，成本低，具有明显的实际生产优势。制备的耐磨合金层组织致密、无缺陷、硬度高、耐磨性好，具有优良的综合性能。
22、(2)采用等离子增材制造沉积的耐磨合金层不仅能够恢复刮板尺寸，使其能够循环再利用，同时其表面的粗糙结构能够增加与耐磨环氧树脂涂层的结合强度。
23、(3)与仅采用等离子增材加工方法再制造的刮板相比，外部包覆的高耐磨、高耐蚀的环氧树脂涂层能够减小刮板与溜槽和槽帮之间的摩擦和剐蹭，降低落煤、落矸等对刮板冲击影响，延长设备的使用寿命。
24、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述合金粉末的组分纯度均大于99.5％，粒径大小为-60～320目。
3.根据权利要求1所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述步骤(3)沉积耐磨合金层时，内部沉积层的两相邻沉积道搭接率为30～40％，最外层的两相邻沉积道搭接率为0％～15％，沉积耐磨合金层至与同规格新刮板尺寸有0.5～2mm的负偏差。
4.根据权利要求1所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述步骤(4)中所用的硅烷偶联剂为kh-550、kh-792、南大-42、南大-73、a-171、a-1160中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述步骤(5)的具体操作为：将改性填料加入到甲苯和正丁醇的混合溶剂中，超声分散，然后再加入环氧树脂和固化剂，搅拌混合均匀后刷涂到耐磨合金层表面，然后真空干燥、室温固化、修整后完成环氧树脂涂层的包覆。
6.根据权利要求5所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述固化剂与环氧树脂的质量比为1：(1～2)，改性填料质量占环氧树脂和固化剂二者质量总和的2～3％；甲苯和正丁醇的质量比为7：3，且甲苯和正丁醇的总质量是环氧树脂和固化剂总质量的20％。
7.根据权利要求5所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述步骤(5)中环氧树脂为双酚a型环氧树脂；固化剂为聚酰胺；改性填料为微纳米粒子。
8.根据权利要求7所述的一种等离子增材再制造耐磨合金-环氧树脂层刮板的方法，其特征在于：所述环氧树脂为巴陵石化e44、凤凰6101、南亚128、三木828中的一种；所述固化剂为聚酰胺；所述改性填料为sio2、al2o3、zro2、sic、wc中的一种。
9.采用权利要求1-8任一项所述的制造方法制得的耐磨合金-环氧树脂复合层刮板，其特征在于：所述耐磨合金-环氧树脂复合层刮板包括刮板基体、沉积在所述刮板基体外表面的耐磨合金层以及包覆在所述耐磨合金层外表面的环氧树脂涂层。
10.根据权利要求9所述的耐磨合金-环氧树脂复合层刮板，其特征在于：所述环氧树脂涂层的厚度为0.5～2mm。
