■田林,閆雪俠,朱科,張寬,李治寶
齒軌輪深層滲碳工藝
■田林,閆雪俠,朱科,張寬,李治寶
為提高采煤機齒軌輪的耐磨性,我公司要求滲碳層深度提高到6~7mm,結(jié)合現(xiàn)有熱處理設(shè)備,采用兩種工藝方法試驗,一次長時間滲碳和三次短時間滲碳。分析試驗結(jié)果,最終確定了深層滲碳的熱處理工藝方法。
我公司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(yīng)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,提升我公司制造采煤機的技術(shù)水平,我們結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,通過反復(fù)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。
根據(jù)產(chǎn)品C0N040802-01齒軌輪,齒寬68m m,材料為18Cr2Ni4WA,要求齒面滲碳,有效硬化層深度6~7m m。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。
為了達到與產(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、1/4圓的金相試樣→檢測滲碳層深度和碳化物級別。
圖1 齒軌輪
由于現(xiàn)有熱處理設(shè)備都比較老舊,加熱時間過長對設(shè)備損壞比較嚴重,所以我們根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備情況及生產(chǎn)條件,制訂出兩種試驗方案:第一種是3次短時間滲碳;第二種是1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3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(biāo)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根試棒并進行標(biāo)記,剩下1根進行第三次滲碳并進行標(biāo)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。3次滲碳工藝參數(shù)相同,見表1。
(2)第二種方案 1次長時間滲碳。用1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)見表2。
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 第一組滲碳完成后,取樣檢驗結(jié)果見表3。第二組滲碳試驗完成后,取樣檢驗結(jié)果見表4。
(2)第二種方案 滲碳完成后,取樣檢驗結(jié)果見表5。
本次深層滲碳試驗采用兩種方案,一種為1次長時間滲碳;另一種為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(shè)備條件下,使用3次3~4mm滲碳可以實現(xiàn)深滲層滲碳,經(jīng)2次3~4mm滲碳滲層基本上可達到6mm,3次滲層厚可達到7~8mm,而且碳化物可控制在4級以下。
圖2
表 1
表 2
表 3
表 4
表 5
田林、閆雪俠、朱科、張寬,西安煤礦機械有限公司;李治寶,陜西德仕汽車部件(集團)有限責(zé)任公司。