冷却条件及磁场对采煤机滑靴堆焊层组织及性能的影响

发布时间：2017-10-27 13:10

  本文关键词：冷却条件及磁场对采煤机滑靴堆焊层组织及性能的影响

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【摘要】：导向滑靴是采煤机底座上一个重要的承载部件,由于采煤机工作环境恶劣,且采煤机重量不断增加,对滑靴各项性能的要求也越来越高,滑靴材料应具有较高的强度,良好的韧性和较高的耐磨性。因此,选择合适的材料或者适当的工艺使滑靴既能够满足现实工况强度的要求,又能够在剧烈磨损下保持较高的耐磨性,是实现采煤机高效运作的重要途径。综合国内外采煤机生产厂家的生产实际,采煤机(特别是大功率采煤机)导向滑靴耐磨层的加工方法还是以在导向面上直接堆焊耐磨层为主,而合理选择基体及耐磨材料,采用合适的工艺技术提高其可靠性,仍是现阶段国内相关企业研究的重点与难点之一。本文针对采煤机滑靴的磨损失效问题,在冷却条件及磁场作用下,在滑靴表面堆焊耐磨层,通过分析堆焊层的显微组织、硬度、残余应力以及磨损性能,研究冷却条件及磁场对堆焊层组织及性能的影响,为实际应用提供理论依据。在快速冷却条件下,碱水、盐水和水冷下得到的堆焊层柱状晶组织的等轴化转变增强,马氏体基体上析出的碳化物颗粒依次增多;堆焊层的硬度相比空冷时均有提高,其中水冷条件下提高幅度最大,提高了36.6HV;水冷条件下堆焊层的磨损失重相比空冷条件下降明显,同时,随着载荷增加,磨损失重下降的幅度也逐渐增加;但在水冷条件下堆焊层的残余应力较高,容易出现焊接裂纹等缺陷。快速冷却条件下施加外加磁场后,堆焊层组织以等轴晶为主,且以横向磁场下的晶粒最为细小;三种磁场形态下堆焊层的硬度相比无磁场时均有降低,随着磁场强度的增加,硬度基本呈先增大后减小的变化趋势,在低磁场强度,横向磁场对硬度提升更加明显,在高磁场强度下纵向磁场对硬度的提高更显著,而斜磁场在高、低磁场下均可获得较高硬度;在磁场强度为0.06T时,横向磁场和斜磁场对堆焊层硬度的提高明显高于纵向磁场;施加外加磁场后,堆焊层界面上的残余应力明显降低,有利于提高堆焊层的使用寿命。三种磁场形态下堆焊层的摩擦系数变化趋势相差不大;随着磁场强度的增加磨损失重呈“V”形变化趋势;在低载200N时,纵向磁场作用下堆焊层耐磨性能最好,磨损失重最低,为81.1mg;中高载时斜磁场作用下的堆焊层表现出更好的耐磨性能,在载荷600N时磨损失重为216.2mg。最佳磁场强度下试样的磨损机理为磨粒磨损,磨损形貌以细小的犁沟为主,堆焊层表现出较强的抗粘着磨损和抗磨粒磨损能力。
【关键词】：滑靴 冷却条件 外加磁场 残余应力 磨损
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD421.6;TG455
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-28
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 失效滑靴的研究现状18-20
• 1.3 冷却速度对焊接性能的影响20-22
• 1.4 外加磁场对焊接性能的影响22-25
• 1.5 堆焊层的磨损机制25-27
• 1.6 课题主要研究内容27-28
• 2 实验材料及方法28-34
• 2.1 实验材料28-29
• 2.2 实验方法29-33
• 2.3 本章小结33-34
• 3 堆焊层显微组织分析34-43
• 3.1 冷却条件对堆焊层显微组织的影响34
• 3.2 磁场对堆焊层的作用机理34-38
• 3.3 磁场对堆焊层显微组织的影响38-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4 堆焊层力学性能分析43-55
• 4.1 冷却条件对堆焊层显微硬度的影响43
• 4.2 纵向磁场对堆焊层显微硬度的影响43-45
• 4.3 横向磁场对堆焊层显微硬度的影响45-47
• 4.4 斜磁场对堆焊层显微硬度的影响47-48
• 4.5 不同磁场形态下堆焊层硬度的对比48-50
• 4.6 不同条件下堆焊层截面的残余应力变化50-53
• 4.7 本章小结53-55
• 5 堆焊层耐磨性能分析55-71
• 5.1 冷却条件对堆焊层耐磨性能的影响55-58
• 5.2 纵向磁场对堆焊层耐磨性能的影响58-61
• 5.3 横向磁场对堆焊层耐磨性能的影响61-64
• 5.4 斜磁场对堆焊层耐磨性能的影响64-67
• 5.5 不同条件下堆焊层耐磨性能的对比67-69
• 5.6 本章小结69-71
• 6 结论71-72
• 参考文献72-78
• 作者简历78-80
• 学位论文数据集80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘政军;李乐成;武小娟;苏允海;;磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响[J];沈阳工业大学学报;2013年01期

2 曾绍连;李卫;;碳化钨增强钢铁基耐磨复合材料的研究和应用[J];特种铸造及有色合金;2007年06期

3 李亚江,沈孝芹,孟繁军,任江伟;高强度钢焊接区拘束应力的有限元分析[J];焊接学报;2002年05期

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本文编号：1103611