煤机用行走轮组织性能及制造工艺研究

发布时间：2017-11-07 20:04

  本文关键词：煤机用行走轮组织性能及制造工艺研究

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【摘要】：采煤机行走轮使用工况恶劣,为易损件。国产大模数采煤机行走轮与进口件相比寿命短成本高,售价低,进口件的市场占有率在95%以上。本文通过金相观察、能谱分析、硬度及力学性能试验等,对德、中两国具有代表性公司所生产大模数行走轮的组织、性能及其制造工艺进行了研究,目的是为德国行走轮的国产化打下坚实基础。全面检测德、中两国具有代表性公司所生产行走轮,检测内容包括外观、内氧化、非马组织、表层碳浓度、化学成分、末端淬透性、金相组织以及力学性能等。通过对比,发现德国EKF公司生产的行走轮表面质量优良；国内某厂行走轮表面质量较差；文献资料显示国内其它厂家生产行走轮表面质量也存在不同程度问题。德国行走轮合金元素Cr、Mo含量较高,为DIN10084化学成分标准的中上限,淬透性较好。德国行走轮渗层内组织为马氏体和贝氏体复合组织,而国产件为渗层内马氏体和局部残余奥氏体组织。德国产行走轮心部硬度较低,力学性能较差；国产行走轮心部硬度较高,力学性能优良,强韧性配合较好。对组织性能进行研究表明：国内某厂生产行走轮所用的材料中Si、 Cr、Mo等合金元素含量较低是其淬透性较差的主要原因之一；德国行走轮表面质量较好,有利于延长行走轮使用寿命：国产行走轮渗层组织脆性较高,工作硬化能力较差,裂纹扩展较容易是行走轮断齿的主要原因之一。德国行走轮渗层内马贝复合组织工作硬化能力较强,能有效阻止裂纹扩展,更符合采煤工况要求；国内传统整体淬硬工艺虽能提高轮齿心部材料的拉伸及冲击性能,但会降低渗碳层的压应力。德国行走轮渗碳硬化层压应力值较高,可以提高接触疲劳强度、弯曲疲劳强度以及耐磨性能,有效阻止裂纹的萌生和扩展。推测德国行走轮的制造工艺路线,通过理论分析及试验论证了国内传统制造工艺无法满足行走轮国产化需要,必须采用特殊制造工艺。通过低倍组织检验确定德国行走轮为铸造件。分析认为德国行走轮齿端面和心部为非淬火态,齿面、齿根以及齿顶表层为淬火态,确定其淬火方式为局部淬火。通过对模锻、铸渗以及等温淬火等特殊技术的调研,认为具有国产化所需设备条件；形成了德国行走轮国产化的思路,设计出国产化工艺方案。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD421.6;TG115

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本文编号：1153894