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齒軌輪深層滲碳工藝

2018-08-27 00:00:00    來源:齒軌輪深層滲碳工藝    點擊:1863    喜歡:0

近幾年為了提高齒軌輪(見圖1)和驅(qū)動輪的耐磨性,其滲層深度已由四五年前的2.5~3mm增至3~4mm,經(jīng)過近幾年的應用其效果是明顯的,齒軌輪的耐磨性有了很大的提高。但對一些大機組特別是一些地質(zhì)條件較差的礦井仍然存在齒軌輪耐磨性差的問題,嚴重影響了我公司在采煤機用戶中的聲譽。為了進一步提高我公司齒軌輪的耐磨性能,提升我公司采煤機的技術水平,使采煤機齒軌輪不耐磨問題,不再成為影響我公司聲譽的因素,從而有效地提高我公司的訂貨量及經(jīng)濟效益,我們結(jié)合現(xiàn)有設備,通過反復試驗及工藝改進,最終確定齒軌輪滲碳深度達到6mm以上的熱處理工藝方法。


圖1 齒軌輪


1.選擇試驗樣本

根據(jù)產(chǎn)品C0N040802-01齒軌輪,齒寬68mm,材料為18Cr2Ni4WA,要求齒面滲碳,有效硬化層深度6~7mm,根據(jù)此產(chǎn)品的尺寸及精度確定用Φ68mm的棒料進行滲碳試驗,材料為18Cr2Ni4WA,具體圖樣如圖2所示。


圖 2

2.確定工藝路線

為了達到和產(chǎn)品相同的效果,滲碳前采用與高端齒軌輪相同的工藝路線,路線如下:鍛造成Φ80mm左右的棒料→930℃正火+670℃高溫回火→加工成圖2的尺寸及精度→滲碳試驗+3次高溫回火→取20mm厚、?圓的金相試樣→檢測滲碳層深度和碳化物級別。


3.擬定試驗方案

現(xiàn)有熱處理設備都比較老舊,加熱時間過長對設備損壞比較嚴重,所以我們根據(jù)現(xiàn)有設備情況及生產(chǎn)條件,制定出兩種試驗方案:第一種是三次短時間滲碳;第二種是一次長時間滲碳。


(1)第一種方案

試棒隨滲碳層深度3~4mm的產(chǎn)品同爐進行三次滲碳處理。為了檢驗每次的滲碳層深度,在第一次滲碳時放3根試棒,滲碳完成時取出1根試棒并進行標記,其余2根再進行第二次滲碳,第二次滲碳完成后再取出1根并進行標記,剩下1根進行第三次滲碳并進行標記。3次滲碳完成后的試樣進行3次高溫回火處理,然后加工出金相試樣并進行金相檢測。這種方案我們進行了兩組試驗。三次滲碳工藝參數(shù)相同,如表1所示。

表 1

滲碳

溫度/

強滲保溫

時間/h

擴散保溫

時間/h

碳勢(%)

950

30

20

強滲1.3,擴散1.0

(2)第二種方案

一次長時間滲碳。用一根試棒隨產(chǎn)品12100090140齒軌輪一起裝爐進行滲碳,滲碳完成后進行3次回火。由于時間原因這種方案我們只進行了一次試驗。工藝參數(shù)如表2所示。

表  2

滲碳溫

/

強滲保溫

時間/h

擴散保溫

時間/h

碳勢(%)

950

125

25

強滲1.3,擴散1.0

4.試驗結(jié)果

試驗中我們將Φ68mm試驗用試棒與生產(chǎn)中Φ20mm隨爐試樣同時裝爐,并對滲碳檢驗結(jié)果進行對比。


(1)第一種方案試驗結(jié)果

第一種方案第一組滲碳完成后取樣檢驗結(jié)果如表3所示。

表 3

滲碳

次數(shù)

Φ68mm試棒

Φ20mm試棒

實際滲碳

保溫時間/h

滲碳層

深度/mm

碳化物

級別/

滲碳層

深度/mm

碳化物

級別/

一次

3.5

2

4.4

1

52

二次

6.5

3

4.6

1

52

三次

8.3

1

4.3

1

69

第一種方案第二組滲碳試驗完成后取樣檢驗結(jié)果如表4所示。

表 4

滲碳

次數(shù)

Φ68mm試棒

Φ20mm試棒

實際滲碳

保溫時間/h

滲碳層

深度/mm

碳化物

級別/

滲碳層

深度/mm

碳化物

級別/

一次

3.6

2

4.2

2

90

二次

6.0

1

4.2

1

51

三次

7.4

2

4.1

1

72

(2)第二種方案試驗結(jié)果

第二種方案滲碳完成后取樣檢驗結(jié)果如表5所示。  

表  5

Φ68mm試棒

Φ20mm試棒

實際滲碳保

溫時間/h

滲碳層

深度/mm

碳化物

級別/

滲碳層

深度/mm

碳化物

級別/

6.2

2

6.5

1

152

5.結(jié)語

本次深層滲碳試驗采用兩種方案,一種為一次長時間滲碳;一種為2~3次3~4mm短時間滲碳。對試驗結(jié)果進行分析可得出以下結(jié)論:在現(xiàn)有設備條件下,使用三次3~4mm滲碳可以實現(xiàn)深滲層滲碳,經(jīng)兩次3~4mm滲碳基本上可以達到6mm滲層,三次可達到7~8mm滲層,而且碳化物可控制在4級以下

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