矿用采煤机齿轨热处理工艺的研究.pdf

科 学 理 论 科学与财富 矿用采煤机齿轨热处理工艺的研究 渠清 团 平煤神马机械装备集 团有限公司 河南 平顶山 4 6 7 0 9 9 摘要 本文研究了不同热处理工艺参数对矿用采煤机齿轨Z G 3 5 C r Mn S i 显微组织和力学性能的影响。结果表明 随着淬火温度的升高， 硬度呈先上 升后下降趋势； 8 8 0 0 淬火时， 硬度值最高， 达NH B 5 5 5 ； 淬火加热温度一定时， 随着回火温度的提高， 钢的强度和硬度略有降低， 塑性、 韧性有一定的提高； Z G3 5 C r Mn S i 在采用8 8 0 C x 3 0 mi n 6 0 0 C x 2 h 热处理工艺时 ，表现 出了较好 的强度与塑韧性 的配 合， t t B 3 3 5 ， o b l 1 9 6 M P a ， 5 5- 6 ． 6 ％， 3 4 ． 8 ％， Ak 1 0 2 5 J ／ c m～ ， 综合性能较 好， 符合矿用采煤机小轨的使用要求 。 关键词 Z G3 5 C r Mn S i ； 热处理； 组织； 力学性能 中图分 类号 T G 1 5 6 文献标识码 A Re a s e r c h O n h e a t t r e a t me n t p r o c e s s O f s ma l l r a i l t o t h e m i n i n g c o a l w1 n n l n g m a c h i n e A b s t r a c t I n t h i s p a p e r ， the i mp a c t o n mi c r o s t r u c t u r e a n d me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f 3 5 C r Mn S i s t e e l b y d i ff e r e n t h e a t tr e a t me n t p a r a me t e r s are s t u d i e d ． T h e r e s u l t s s h o we d t h a t 、 t h the i n c r e a s i n g o ft h e t e mp e r a t u r e t he h ard n e s s o f t he ZG3 5 Cr Ml 1 S i fi r s t r i s i n g a n d the n d e c r e a s i ng ； wh e n q u e n c h e d a t 8 8 0℃a nd h o l in g 3 0 min． t h e h ard ne s s o f s t e e l a r e b e s t ， HB5 5 5 ； wh e n the q ue n c h i n g t e mpe r a t t t r e i s c o n s t a n t ， wi t h the t e mp e r i n g t e mp e r a t ur e i n c r e a s e d， t h e s t r e n g t h o f s e l a n d t h e h ard n e s s s l i g h t l yd e c r e a s e d ， s o mei mp r o v e me n t i nd u c t i l it y， t o u g h n e s s ； U n d e rthe e x p e r i me n t a l c o n d i t i o ns ， a fte r 8 8 0 C q u e nc h i n gandh o l d i n g 3 0 r n i n，the nt e mp e r i n ga t 6 0 0C and h o l d i n g 2 h ， s t e e l s h o we d g o o d s tre n g t h and t o u g h n e s s，a s i t s c o mpreh e n s i v e p e rfo r ma n c e i s b e t t e r ． I t I n e e t s the a p pl i c a t i o n r e q u i r e me n t s o f the s ma l l t r a c k s． Ke y Wo r d s Z G3 5 C r Mn S i ； H e a t t r e a t ment ； O r g a n i z a t i o n ； Me c h ani c a l P r o p c rt i e s 1前言 矿用采煤机小轨用于与采煤机的主齿啮合， 驱动采煤机行走， 为采煤机 提供运行轨道， 是采煤工作中的重要部件 。目前铸钢齿轨 由于工艺简单 ， 成 本较低已成为很多公司研究并采用的方法， 使用的材质多为Z G 3 5 C r Mn S i 。 其 经热处理后 ， 可改变其 内部组织， 得到强度、 硬度 、 韧性等 ， 得到较好的综 合力学性能， 延长其使用寿命， 降低制造成本。因此。 采用热处理工艺提高 Z G 3 5 C r Mn S i 齿轨的综合性能， 是使其满足使用要求的经济、 有效方法11 2 l 研究不同热处理工艺下对Z G 3 5 C r Mn S i 节距齿轨的组织和性能的影 响， 从而找到最佳 的热处理工艺规范， 进 一步提 高五节距 齿轨 的使用性 能、 使用 寿命和生产效率， 降低成本。 2实验材料与方法 2 ． 1实验材料 选择合金Z G 3 5 C r Mn S i 作为实验材料。其化学成分如表1 所示。 表 1 Z G 3 5 C r M n S i 钢 的化 学成分 质量分数 ％ T a bl e l T h e e h e mi c a l c o p os i t i o n o f Z G3 5 C r M n Si s t e e l q u a l i t y p e r c e n t ％ 2 ． 2热处理工艺 根据钢的l临界点， 制订其热处理工艺。 实验中的热处理工艺如表2 所示。 表2 热处理工艺 Ta bl e2 H e at t r e at m e nt p r o c e s s 2 ． 3性 能测试 组织观察 将经过上述工艺处理后的试样分别进行磨制、 抛光和腐蚀制 25 6 成金相试样。腐蚀液为铴 的硝酸酒精溶液。在x 1 L 一 0 2 A 型立式金相显微镜 上进行组织观察和拍照 。 硬度测试 在 HB 一 3 0 0 0 B布 氏硬度计上进行， 采用直径5 ． 0 mm的钢球 ， 保 压时间3 0 s ， 取3 个测试点的平均值。 冲击实验 E J B - 3 0 A 型冲击试验机上进行室温冲击实验。 拉伸实验 在WE 一 3 0 型液压式万能试验机上进行拉伸试验， 并测定其 抗拉强度， 延伸率及断面收缩率。 3实验 结果及 分析 3 ． 1 ZG 3 5 Cr Mn S i 不 同温度淬火后的硬度及显微组织 图1 为Z G3 5 C r Mn S i 钢淬火温度与硬度的关系曲线 。图2 为ZG 3 5 Cr Mn S i 钢不同淬火温度金相组织图片。 田5 4 0 士 5 3 0 鲁 5 1 0 8 , 6 0 87 0 8 8 0 8 9 0 9 0 0 | ’ k } c 图1 淬 火温度 与硬度 的关 系曲线 Fi g ．1 T h e t el at i o n s h i p o f h a r d e ni n g t e m p e r a t ur e wl t h h ar d n e s s 由图1 可以看出， 随着淬火温度 的升高， 硬度呈先上升后下降趋势 ； 并且 硬度均较高， 都在H B 5 0 0 以上； 当淬火温度为8 8 0 o C 时， 硬度值最高， 达到 H B 5 5 5 。 由图2 可知， 不同淬火温度下得到的组织均为马氏体组织， 因为马氏 体的具有高硬度和高强度，所 以以上样品的硬度均较高。在淬火温度较低 时， 奥氏体化不完全， 组织中存在铁素体一 铁素体为韧性相， 因此硬度相对较 低； 随着淬火温度的升高， 奥氏体程度化增大， 组织中的铁素体全部转化成 奥氏体， 经油淬后形成马氏体， 硬度提高。 当淬火温度过高时， 溶入高温奥氏 体中的碳和合金元素增多， 奥氏体的稳定性增强， 淬火组织中有部分残余奥