分析耐磨锤头的四大新工艺

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1、耐磨锤头水冷淬火处理的新工艺

我们对热处理工艺进行了研究,通过综合分析热处理工艺对其组织的影响,确定出了最佳的热处理工艺。我们选择了利用铸造余热进行水冷淬火的热处理新工艺,工件出炉后迅速入水进行水淬,水淬采用大容积水池,流动水处理,即在水池下方用高压水泵使冷水自下而上喷出,大水池上方让热水溢出,水池内的水温严格控制在20~40度之间。最后,取出工件进行空冷。测得淬火ZG65Mn锤头表面硬茺在45HRC以上,经热处理的ZG65Mn锤头,工作寿命增加十几倍,解决了锤头在高冲击下,锤柄易断裂,或锤头不耐磨的现状。使破碎机效率大为改善。这不仅降低了锤头的消耗,而且大幅度提高了工作效率。所以产生了很好的经济效益。

2、耐磨锤头化学成分的分析

经化学分析,ZG65Mn锤头的主要化学成分如下:C 0.66%、Mn1.04%、Si 0.44%、S 0.034%、P 0.036%。锰是一个最为强烈的晶界碳化物形成元素,形成稳定的奥氏体,还是一个过热敏感元素,含量低时,不能满足奥氏体的生成条件,随着锰含量的增加,钢的强度、耐磨性也增加:硅有显著的固溶强化作用,增加钢的致密性,提高耐磨性。因此,较高的含碳量和Mn、Si合金元素的作用,均有利于提高钢的淬透性,若不进行淬火将不能充分发挥ZG65Mn材料的使用性能。ZG65Mn锤头的共析组织为较粗大的层片状珠光体,淬火组织则主要是板条状马氏体和片状马氏体的混合物。当锤头连续工作时,表面温度达到400度左右。将使马氏体转化为渗碳体呈弥散分布的回火屈氏体,并且使显微淬火裂纹被焊合,所以不会出现点蚀性脱落破坏。

3、耐磨锤头淬火裂纹的分析

淬火在有些情况下不一定比正火更易产生裂纹,对ZG65Mn锤头水冷淬火处理,具体分析如下:

正火时,表层共析组织在较高温度(550摄氏度以上)即已形成。在继续冷却过程中,由于表层冷却速度大于内部冷却速度,其较快的收缩受到牵制,从而产生表面拉应力。如果该拉应力大于正火组织的抗拉强度极限,就会造成裂纹。这种正火裂纹往往发生在较高温度区间,因为这时冷却速度大,表面拉应力也大。同时,高温时表层共析组织的塑性也较好,可以通过塑性变形抵消一部分拉应力。因此,正火时表层金属中也有一定的加工硬化现象存在。

淬火时,在马氏体开始转变温度Ms线以上不会出现裂纹,因为这时钢的组织为过冷奥氏体,它有足够的塑性以抵消表面拉应力。在表层生成马氏体过程中,也不会产生裂纹,因为马氏体转变时体积膨胀,而内部组织发生析转变时的体积变化可以忽略不计,并且冷却过程中内部体积缩小,使表层处于压应力状态。只有在温度继续快速降低时,内部组织也转变为马氏体的过程中,内部体积膨胀时表层的压应力状态转变为拉应力状态,并且拉应力又增大到超过马氏体抗拉强度极限时,才会产生裂纹。

4、耐磨锤头显微淬火裂纹的分析

还有一种显微淬火裂纹,是由于片状马氏体形成时的相互碰撞所造成的。为马氏体形成速度极快,相互碰撞时将因冲击而形成相当大的应力场,高碳马氏体又很胸,故极易在相互碰撞时发生开裂。这种裂纹局限于马氏体内,非常细微,所以称之为显微裂纹。当钢的含碳量大于1.0%,淬火时全部形成片状马氏体,显微淬火裂纹才较明显。ZG65Mn淬火时,仍以韧性较好的板条状马氏体为主,且又处于压应力状态,所以可以忽略这种显微淬火裂纹的影响。事实上,淬火锤头仍以磨损失效为主,并未出现点蚀性脱落破坏。

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