防止齿轨调质开裂的堵头设计及应用.pdf

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1、·机械研究与应用·2013年第5期(第26卷，总第127期)应用与试验防止齿轨调质开裂的堵头设计及应用卢俊玲，靳宏，段望春(I．宁夏天地奔牛实业集团有限公司，宁夏石嘴山753001；2甘肃省机械科学研究院，甘肃兰州730030)摘要：分析齿轨调质开裂的原因，根据齿轨耳部结构设计堵孔的堵头，做了生产性验证，硬度和外观完全符合技术要求，此设计思路和防止开裂的工艺方法在其它中碳合金钢的水空交替控时淬火中得到了推广应用。关键词：齿轨；调质；堵头设计及应用中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)05—0097—02Designa

2、ndApplicationofPlugwithPreventingRackRailQuenchingandTemperingCrackingLUJun—ling，JINHong，DUANGWang-chun(J．NingxiaTiandiBenniuIndustrialGroupCo．，Ltd，Sh&u~hanNingxia753001China；2．GansuAcdemayofMechanicSciencesLanzhouGansu730030China)Abstract：Thereasonofrackrailquenchingandtempering

3、crackingisanalyzed．Accordingtotheearstructureofrackrail，theplugholeisdesignedanditstestisalsoverifiedthathardnessandsurfacecouldmeetthetechnologydemand．Suchthoughtandpreventingcrackingmethodcouldbepopularizedinalternatedtimedquenchingbywaterandairforothercarbonstee1．Keywords：rack

4、rail；quenchingandtempering；designandapplicationofplug1引言速度过大引起裂纹。经分析认为，引起冷却速度过大齿轨作为矿用刮板输送机上的主要零部件，与采的因素主要有以下几方面。煤机啮合，在使用过程中承受载荷复杂，不但要求齿轨整体有高的综合机械性能，而且齿柱表面有高的耐磨性。因此，在选材方面要求碳量为0．4％左右，含Cr、Mo元素的中碳合金钢，成型状态为锻件。而对于热处理，达到以上两项技术要求的方法有两步：①是一■阚提高基体综合机械性能的调质处理HB280—320；②图1齿轨结构图2调质后qb52孔裂纹是使齿

5、柱表面有耐磨性的感应淬火处理。含碳量为0．4％左右，含Cr、Mo元素的中碳合金2．1改变工艺方法钢材料，常规调质淬火介质为油，但我公司的机械油齿轨所用的材料，属于中碳合金钢，淬透性好，由质量等级低，长期使用老化严重，对于锻件毛坯调质油淬火改为水一空交替控时淬火工艺，改变了工艺方后达不到正常的调质性能；而且油淬火存在作业环境法。水本身是一种廉价但又冷却强度高的淬火介质，污染严重、成本高、火灾危险等局限性。因此，为了提虽然零件淬火后在空气中的返热可以减小其在水中高齿柱毛坯面的冷却速度，增加淬硬层深度，对齿轨的淬火应力，使表层的应力状态得以调整，但对于含用水一

6、空交替控时淬火工艺，齿轨结构如图l所示。Cr、Mo的中碳合金钢材料来说，水仍然是冷速过大的在调质之前，齿轨两边的~52孔已经钻成，采用淬火介质，容易发生开裂现象。水一空交替控时淬火大批量调质后，同炉的部分齿轨2．2齿轨结构孔内出现了裂纹，开裂的齿轨分布在最上一层，裂纹齿轨为锻件，技术要求调质HB280～320，在调质在孔内呈纵向、横向交叉延伸至端面，如图2所示，从工序前，两端52孔已经钻成，粗糙度为25m，除发现开裂，累计损失已达l4万。孔外，其余部位都为毛坯。在同一个零件上，既有毛2齿轨开裂分析坯面又有加工面，结构的差异使得毛坯的表面与加工根据中国兵器

7、工业华北金属材料检测与失效分的孔表面粗糙度相差大，而粗糙度越高的部位，水对析中心分析，认为开裂的主要原因是淬火过程中冷却其冷却能力越大。而齿轨孔的粗糙度比其它部位都收稿日期：2013—09一O2作者简介：卢俊玲(1976一)，女，甘肃庆阳人，工程师，主要从事煤机制造业的金属材料及热处理工作。·97·应用与试验2013年第5期(第26卷，总第127期)·机械研究与应用·高，因此，水对孔的冷却速度比其它毛坯部位要大，容易开裂。2．3淬火方式齿轨装炉时，上下层交错垂直摞装，孔位于长度方向的两个端头，如图4所示。整架出炉预冷入水淬火时，孔完全外露，且边缘比较薄。

8、相同的淬火方式使得孔的冷却能力要比其它实体大得多，尽管采用水一空气交替控时淬火的