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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：1861 喜歡：0
近幾年為了提高齒軌輪（見圖1）和驅動輪的耐磨性，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濟效益，我們結合現有設備，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
根據產品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，根據此產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，所以我們根據現有設備情況及生產條件，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。工藝參數如表2所示。
表 2
滲碳溫 度/℃ | 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.試驗結果
試驗中我們將Φ68mm試驗用試棒與生產中Φ20mm隨爐試樣同時裝爐，并對滲碳檢驗結果進行對比。
（1）第一種方案試驗結果
第一種方案第一組滲碳完成后取樣檢驗結果如表3所示。
表 3
滲碳 次數 | 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/級 | 滲碳層 深度/mm | 碳化物 級別/級 | ||
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果如表4所示。
表 4
滲碳 次數 | 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/級 | 滲碳層 深度/mm | 碳化物 級別/級 | ||
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）第二種方案試驗結果
第二種方案滲碳完成后取樣檢驗結果如表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/級 | 滲碳層 深度/mm | 碳化物 級別/級 | |
6.2 | 2 | 6.5 | 1 | 152 |
5.結語
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。對試驗結果進行分析可得出以下結論：在現有設備條件下，使用三次3～4mm滲碳可以實現深滲層滲碳，經兩次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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