绞吸式挖泥船耐磨刀齿研究

发布时间：2017-08-03 02:02

  本文关键词：绞吸式挖泥船耐磨刀齿研究

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【摘要】：实践表明：挖泥船绞刀刀齿在河流疏浚过程中主要的失效形式为磨粒磨损、绞刀刀齿断裂。绞刀齿失效严重降低了挖泥船的工作效率，使得材料出现大量损耗。绞刀齿主要是承受砂石磨损、泥沙冲击。 本文系统分析了磨损的类型和影响因素，针对绞刀的磨损形式、工作条件及其磨损规律，提出了两种实验方案：（1）制造一种复合绞刀，使其满足表硬里韧，运用于工况恶劣的环境。（2）新制一种HLC型刀齿，满足土质层松软的工况条件。 首先，通过改变绞刀本身的成分来提高绞刀齿的耐磨性、硬度以及韧性（也称HLC刀齿）。为了对该材料的性能进行分析，要为材料制定系统的热处理工艺。对于淬火温度，选择了820℃、840℃、860℃、880℃、900℃、920℃、940℃七个温度区间进行淬火，得到最佳的淬火温度区间。对于回火温度，选择了150℃、180℃、210℃、240℃、270℃五个回火温度区间进行回火，选择最佳的回火温度区间。在冲击功测试上，选择了240℃、300℃、350℃、400℃这四个回火温度进行冲击功测试。在对实验结果进行分析，得到最好的实验数据。新研制的HLC刀齿在淬火温度880℃~900℃这一温度区间内，材料的硬度最高。为了进一步确定淬火温度值，选择的淬火温度890℃进行一组实验，得到材料在淬火温度890℃时硬度值为51.2HRC，为硬度最大值，故选择的淬火温度为890℃。最佳的回火温度为240℃，此时材料的硬度值为50.8HRC，高于标样绞刀4.3HRC。在热处理工艺890℃（淬火）+240℃（回火）的热处理状态下，材料的硬度最好、耐磨性最好、冲击功最优。材料的金相组织表明：材料在240℃回火时，材料的组织性能最佳，为马氏体和少量残余奥氏体的组织，材料组织分布均匀，材料冲击断口主要为韧窝和解理台阶，，冲击韧性较好。 再者，制造一种高强韧性的刀齿基体材料，在其表层喷焊一层高性能耐磨层，喷焊粉末主要成分为Ni60A+25%WC和Ni60A+35%WC。喷焊实验过程中，在绞刀表层堆焊一层耐磨层，可以增加绞刀表面硬质相颗粒，提高材料表面耐磨性，材料韧性也好（也称复合绞刀）。能够较好用于工况条件恶劣的工作环境。两者对比，整体式刀齿的发展前景更好。
【关键词】：复合刀齿 HLC刀齿 热处理 耐磨性 喷焊
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.31
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 挖泥船绞刀刀齿现阶段发展现状9-11
• 1.1.1 国内绞刀齿的发展现状9-10
• 1.1.2 国外绞刀齿的发展现状10
• 1.1.3 绞刀齿的发展趋势10-11
• 1.2 挖泥船绞刀齿的磨损机理11-15
• 1.2.1 常见的磨损形式[17]11-14
• 1.2.2 耐磨绞刀齿的主要失效形式14
• 1.2.3 耐磨绞刀齿的磨损机理14-15
• 1.3 表面技术在刀齿上应用15-17
• 1.3.1 表面工程定义以及内涵15
• 1.3.2 表面技术的特点和意义15-16
• 1.3.3 表面工程技术的分类16
• 1.3.4 刀齿表面处理技术16-17
• 1.4 本文需解决的主要问题17-20
• 1.4.1 本文研究的主要内容17
• 1.4.2 刀齿的工作条件17-18
• 1.4.3 复合刀齿的性能18
• 1.4.4 HLC 型刀齿的性能18
• 1.4.5 本文需解决的问题18-19
• 1.4.6 本文采取的实验方案19-20
• 第二章 HLC 刀齿的研制20-46
• 2.1 GWMC 绞刀刀齿成分分析20-21
• 2.2 GWMC 绞刀齿材料的确定21-23
• 2.3 绞刀材料各合金元素的作用[26]23-25
• 2.4 绞刀的热处理方法25-27
• 2.4.1 淬火25-26
• 2.4.2 回火26-27
• 2.5 GWMC 型绞刀齿材料的性能27-29
• 2.5.1 硬度27-28
• 2.5.2 金相显微组织28-29
• 2.6 GWMC 刀齿性能小结29
• 2.7 HLC 型刀齿元素的确定29-31
• 2.7.1 HLC 型刀齿性能要求29
• 2.7.2 HLC 刀齿成分确定29-31
• 2.8 HLC 型刀齿的热处理工艺31-35
• 2.8.1 HLC 型刀齿回火31-34
• 2.8.2 HLC 型刀齿回火34-35
• 2.9 HLC 型刀齿的冲击功35-44
• 2.9.1 冲击功实验36-37
• 2.9.2 各冲击试样显微组织37-41
• 2.9.3 试样断口形貌分析41-44
• 2.10 HLC 型刀齿的耐磨性实验44-45
• 2.11 本章小结45-46
• 第三章 喷焊复合刀齿性能研究46-62
• 3.1 表面工程技术46-49
• 3.1.1 表面技术预处理46-47
• 3.1.2 表面工程技术的种类47-48
• 3.1.3 特种刀齿表面技术方法选择48-49
• 3.2 刀齿基体材料选择49
• 3.3 喷焊材料的选择49-51
• 3.4 喷焊工艺过程51-52
• 3.4.1 喷焊工艺特点51-52
• 3.4.2 喷焊实验过程52
• 3.5 喷焊实验结果分析52-60
• 3.5.1 喷焊层硬度分析52-54
• 3.5.2 喷焊层的金相组织分析54-57
• 3.5.3 喷焊层抗泥沙磨损性能分析57-60
• 3.6 本章小结60
• 3.7 复合刀齿与 HLC 型刀齿综合性能分析60-62
• 第四章 发展与展望62-64
• 4.1 本文获得的成果62
• 4.2 本文研究的不足之处62-63
• 4.3 未来发展趋势63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68

【参考文献】

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本文编号：612130