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矿用链条常见的热处理问题
作者:管理员    发布于:2013-01-03 20:14:42    文字:【】【】【
随着世界经济对煤炭能源需求量的不断增长,煤矿机械发展很快,作为煤矿井下综合机械化采煤的主要设备刮板输送机上的传动部件矿用高强度圆环链也得到快速发展。从某种意义上说,刮板输送机的发展取决于矿用高强度圆环链的发展。矿用高强度圆环是煤矿刮板输送机上的关键件,它的质量和性能优劣将直接影响设备的工作效率和煤矿的煤炭产量。山东裕鑫链条公司生产的矿用高强度链条已经达到国内先进技术,产品出口美国、德国、澳大利亚、俄罗斯等一些国外煤矿上。
矿用高强度圆环链的发展主要有以下几个方面,即矿用高强度圆环链用钢的发展、热处理技术的发展、环尺寸和形状的优化、不同的链条设计以及制链技术的发展。由于这些发展,矿用高强度圆环链的力学性能和可靠性已经获得了较大的提高,世界上一些先进的链条制造企业生产的圆环链规格和力学性能指标已远远超过了目前国际上普遍采用的德国DIN22252标准。
热处理技术发展
矿用高强度圆环链在使用中是受力件,热处理是影响链条质量高低、性能好坏的关键,合理的热处理工艺是保证矿用高强度圆环链具有较高且稳定的力学性能的可靠方法,是制链企业的核心技术。
1.设备改进和发展
链条早期采用的热处理淬火加热方法多为辐射式加热炉,如箱式炉、连续式油电联合加热炉、转底炉等。回火加热为传统的对流加热炉,如周期式井式回火炉和连续式转底炉等。上述方法加热周期长,效率低,有的设备还需要较长的牵引链。链条在淬火加热过程中有较多的表面氧化,不易得到非常细的奥氏体晶粒,链条的淬、回火工艺很难最佳化,因此链条的强韧塑性、疲劳性能很难提高。随着热处理技术的不断发展,中频感应加热的方法被国内外链条制造企业普遍采用,使链条的热处理质量大为提高。
2.链条淬火质量的控制
链条采用连续式中频感应加热的方法后,加热速度快、时间短、效率高,链条氧化少,表面质量好,链条的奥氏体晶粒极细,淬火后获得的马氏体组织也非常细。
由于链条规格越来越大,制链企业除采用先进的大功率感应加热设备外,对加热感应器也按照钢的奥氏体形成机理及圆环链感应加热机理进行了特殊设计,使感应器有预热段、奥氏体化段和均温段,使链条在淬火前温度均匀、成分均匀,淬火后获得均匀、细小的低碳板条马氏体组织。链条淬火入水前的温度国内外均采用红外线测温的方法,淬火水温亦有监控。由于链条的加热速度快,淬火温度的确定多数是在高于链条钢的基础上结合成品链条的各项力学性能指标由试验确定。对淬火质量均进行严格的控制,除监控淬火温度、淬火水温外还要对链条淬火后的表面硬度、心部硬度和金相组织进行检测,以确保淬火质量。
3.链条回火技术的发展
链条的同火由早期的均温回火,发展为现在的中频差温回火和均温回火加差温回火。
均温回火是链条回火后链环各部分的硬度相同,链条中的链环都是经焊接而成,如果回火温度低,链条应力较高,链环焊接处如存在缺陷易产生应力集中在使用中出现早期断裂;同时由于整个链环的硬度较高,链环的直臂外侧与输送机的中板摩擦易产生裂纹,在煤矿井下腐蚀环境下较有可能产生应力腐蚀或腐蚀疲劳断裂,回火温度低还会使链条的韧性降低。如回火温度高则链条的强度达不到标准要求,而且整体硬度低,链环铰接处和链环与链轮接触处不耐磨。
差温回火则是利用感应加热同火实现的,由于回火感应器为螺线管状,同火时链条从感应器的中心通过,根据圆环链感应加热机理,链环直臂部加热较快,温度较高;链环肩顶部加热较慢,温度较低。这样的效果符合链条的实际使用情况,即链环的肩顶部(圆弧部位)硬度较高,具有强度高、耐磨损的特性,链环的直臂部硬度较低,具有韧性好,可防摩擦裂纹的产生。与传统的热处理方法相比可使链条的使用寿命大大提高。
通过改变加热功率、链条通过感应器的速度以及感应器的结构,实现改变链环回火时的温度分布(可通过硬度间接测定),可获得链条各种不同的力学性能要求。通过改变感应器结构使感应器产生的磁场方向与链条垂直,还可实现链条的均温回火。
随着链条规格越来越大,链条的可靠性和安全性尤为重要,制链企业在提高链条强度的同时,对塑韧性也更加重视,国内外的大型制链企业对大规格矿用高强度圆环链的回火均采用对流加热的低温均温回火加差温回火(也称直臂软化同火)的方法,低温均温回火是为保证链环的肩顶部得到设定温度的充分回火,差温回火则是保证链环直臂部具有较高的韧性,而且对大规格链条采用的差温回火温度越来越高,有的制链企业还把链条的破断负荷限制在一定的范围内,以确保链条的安全使用。一些先进的制链企业对链条的力学性能均制订有高于现行出版标准的生产标准。(
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