【正文】 象。釬耳破斷以后，鑿巖機的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力無法傳遞給釬具而告失效。 釬尾的服役 條件 根據(jù)釬尾的工作環(huán)境和失效形式的分析，釬尾應(yīng)具有足夠的強度 和韌性，高的表面強度和耐磨性以及高的疲勞抗力和一 定的耐腐蝕性 能，心部具有良好的韌性；能夠承受鑿巖機高頻沖擊和強力扭轉(zhuǎn)；抵抗 流水的沖刷和礦水的腐蝕。 釬尾的材料及合金元素的作用 釬尾的材料有許多種，現(xiàn)就我所在的公司的材料進行分析，公司因是外資企業(yè)，所用的釬尾的材料牌號均為英國牌號；即： En27B、 En30B、 En40B，它們均屬于合金結(jié)構(gòu)鋼。見表 1。 5 表 1 En27B、 En30B、 En40B 的化學(xué)成分及其質(zhì)量分數(shù) （ %） 材料 C Si Mn P≤ S≤ Cr Mo Ni 其他 En27B ～ ～ ～ ～ ～ ～ —— En30B ～ ～ ～ ～ ～ ～ —— En40B ～ ~～ ～ ～ ～ —— V≥ 各種元素對合金結(jié)構(gòu)鋼的性能的影響 : 碳（ C） 在鋼中隨著 其質(zhì)量分數(shù)的增加，可提高鋼的強度 和硬度，但降低塑性和韌性。碳 與鋼中某些合金元素化合形成各種碳化物，對鋼的性能產(chǎn)生不同的影響。 以上三種材料根據(jù)釬尾的服役 條件，三者均需要滲碳，增加含碳量。 硅（ Si） 提高鋼的強度和回火穩(wěn)定性，特別是經(jīng)淬火、回火后能提高鋼的屈服極限和彈性極限。含硅量高的鋼，其磁性和電阻均明顯提高，但 Si 有促進石墨化傾向。三種材料很好的利用了硅在 鋼 中 的優(yōu)點 。 錳（ Mn） 提高鋼的強度和顯著提高鋼的淬透性，能消深和減少硫?qū)︿?能 產(chǎn)生的熱脆性，含錳量高的鋼，經(jīng)冷加工或沖擊后具有高的耐磨性，但有促使鋼的晶粒長大和增加第二類回火脆性的傾 向。 錳的含量較高，正好使釬尾經(jīng)過冷加工或沖擊后具有高的耐磨性。 磷（ P） 增加鋼中的非金屬夾雜物，使鋼的強度和塑性降低，特別是在低溫時更嚴重（冷脆性），但稍高的含磷量能改善低碳鋼的切 削加工性。三種鋼的含磷量都較低，磷對鋼性能的影響也 較小 ，尤其是 對 En40B 材料的合金結(jié)構(gòu)鋼影響更小。 硫（ S） 增加鋼中的非金屬夾雜物，使鋼的強度降低，在熱加工時，容易產(chǎn)生脆性（熱脆性），但稍高的含硫量能改善低碳鋼的切削加工性。 硫在這三種鋼的含量也較低，影響和磷 的影響 一樣都較小 ， En40B 硫含量不到 ％ ，影響不大。 鉻（ Cr） 提高鋼的強度、淬透性和 起到 細化晶粒，提高韌性和耐磨性的作用，但存6 在第二類回火脆性的傾向。含鉻量高的鋼，能增大抗腐蝕 （ 性的 ）能力， 鉻 與鎳元素等配合能提高抗氧化性和 熱強性，并進一步提高抗腐蝕性。 三種鋼的含鉻量都較多，特別是En40B 含鉻量達 ～ ％，其抗腐蝕的能力增加，韌性也增加。 鎳（ Ni） 提高鋼的強度，而對塑性和韌性影響不大，含量高時與鉻配合能顯著提高鋼的耐腐蝕性和耐熱性。 En2 En30B 的含鎳量都很高，剛 好與鉻配合達到了提高鋼的耐腐蝕性和耐熱性 之目的 ， En40B 材料就 沒有這種效果 。 鉬（ Mo） 提高鋼的熱硬性和耐磨性，有阻礙鋼晶粒長大和防止 回火脆性的作用，也能提高回火穩(wěn)定性，還能提高鋼的淬透性。 它對三種鋼的影響差不多，對 En40B 的影響大些。 釩 （ V） 能細化晶粒，提高鋼的強度和韌性，提高鋼的耐磨性和熱硬性以及回火穩(wěn)定性。 它只存在于 En40B 中，它 彌補了 En40B 中不含鎳的不足。 由于三種材料的含合金元素的種類和數(shù)量差不多， 它們的熱處理工藝幾乎相同。 En40B 常用釬尾的熱處理工藝分析 En2 En30B、 En40B 三種材料都能滿足釬尾的使用性能，三者 由于所含元素相近，熱處理 工藝差不多，僅在滲碳時間長短、碳勢高低和回火溫度、時間上 有些差異。為了工藝分析的全面，現(xiàn)針對 公司里的 材料為 En40B 長度為 550mm 的常用釬尾 進行熱處理工藝分析 。 其工藝流程為：鍛造坯料 — 去應(yīng) 力退火 — 機械加工 — 滲碳 — 直接淬火 — 低溫回火 — 校直 — 時效處理 — 拋丸 — 精磨。 去應(yīng)力退火 專業(yè)定做 機械 設(shè)計 ,包括 機械 畢業(yè)設(shè)計和課程設(shè)計 ,同時有大量的現(xiàn)成的設(shè)計出售。 ： 1296369724 ，手機： 15515619641。 其他 機械畢業(yè)設(shè)計 ： 因為真誠，所以信任！因為專注，所以專業(yè)！因為專業(yè)，所以信賴！ 淘寶店鋪： 坯料經(jīng)鍛造后，為消除鍛 件中的殘余應(yīng)力，釬尾的預(yù)先熱處理采用去應(yīng)力退火， 去應(yīng)力退火在箱式電阻爐中進行。 將坯料 緩慢加熱到 600～ 650℃之間，保溫 4～ 6 小時，然后隨爐冷卻到室溫。退火除了能 消除殘余應(yīng)力外，還大幅度降低強度和硬度，細化晶粒，均勻成分，使其硬度達到 HRC21～ 27 范圍，便于機械加工，并為以后的最終熱處理作好準備。 滲碳 +直接淬火 7 滲碳 因為材料為 En40B 的合金結(jié)構(gòu)鋼屬于低碳合金鋼，為了 滿足 釬尾的表面具有高的強度、硬度和耐磨性，釬尾的心部有很好的韌性，可 采取滲碳工藝。 滲碳工藝屬于化學(xué)熱處理的一種，化學(xué)熱處理是把鋼制工件放置于某種化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱和保溫，使化學(xué)介質(zhì)中某些元素 滲入到工件表層，從而改變表層的化學(xué)成分，使心部與表層具有不同的組織與力學(xué)性能。 化學(xué)熱處理有許多種，而我們公司只選擇滲碳工藝的化學(xué)熱處理而不選擇其他的原因有很多。 比 如選擇滲碳而不選擇滲氮原因就有兩大方面：一方面，從工藝過程和處理后的性能來說，材料為 En40B 的鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)為 ～ ％，大部分屬于低碳鋼，為了達到釬尾的使用性能一般是滲碳，而滲氮工藝多數(shù)是對中、高碳鋼而言的 ；滲碳的溫度是930177。 10℃，而滲氮的工藝溫度只為 520177。 10℃，在滲碳工藝溫度下鋼 被加熱 處于單一的奧氏體區(qū)，其組織轉(zhuǎn)變?nèi)菀走M 行；滲碳的時間為 3～ 9 小時，而滲氮時間要為 20～ 50 小時，滲氮的生產(chǎn)周期較長，使生產(chǎn)效率大大降低；雖然滲氮后釬尾表面具有高硬度、高耐磨性和耐腐蝕性，滲碳后釬尾只具有高硬度、高耐磨性，但是我們使用的釬尾的材料 En40B 中含有大量的鉻元素，鉻的質(zhì)量分數(shù)為 ～ ％，含鉻高的鋼 ， 其抗腐蝕性大大增加，材料 En40B 中所含的合金元素間接使它的抗腐蝕性增加，如鉬；滲碳的釬尾能承受較大的沖擊力，而滲氮后的釬尾所能承受的沖擊較小，對于鑿巖機上的釬尾來說本身就要承受很大的沖擊；從這個方面考慮選擇滲碳工藝較好。另一方 面， 從公司現(xiàn)有的熱處理設(shè)備來考慮，公司擁有的熱處理設(shè)備為國產(chǎn)的可控氣氛箱式多用爐，一些控制程序不夠準確，控制系統(tǒng)也不太靈活，爐內(nèi)的氣氛要靠人工調(diào)節(jié)控制， 對于其他的化學(xué)熱處理來說熱處理設(shè)備要求都較高，公司的設(shè)備最好是進行滲碳工藝。由以上兩方面，釬尾的化學(xué)熱處理因此選擇滲碳工藝。 滲碳是把低碳合金鋼制的釬尾 放 置于富 含 碳 原子 的活性介質(zhì)中，加熱到 850～ 950℃，保溫數(shù)小時，使?jié)B碳介質(zhì)在工件表面上產(chǎn)生活性碳原子，經(jīng)過表面吸收和擴散而滲入工件的表層，從而使表層的含碳量達到 ％ 以上的熱處理工藝。 滲碳前，應(yīng)對釬尾的 尺寸精度和表面狀況進行檢驗，形狀尺寸必須符合圖紙要求，滲碳部位的尺寸應(yīng)留有適當(dāng)?shù)哪ハ骷庸び嗔?。滲碳部位的表面必須潔凈，不能有氧化皮、銹斑、油污，以免造成滲碳不均勻和淬火后出現(xiàn)軟點等缺陷。在滲碳表面不能有裂紋、深的刀痕、劃傷或碰傷的明顯痕跡。表面上的裂紋、深的刀痕或劃痕，在淬火過程中或磨削過程中，都會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，形成裂紋源 ，而使?jié)B碳表面出現(xiàn)淬火裂紋或磨削裂紋，造8 成釬尾的報廢。 在檢查合格和清洗結(jié)束后，需要在釬尾的供水孔