毕业设计（论文）-截齿的堆焊工艺

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1、河北机电职业技术学院毕业论文摘要本文针对煤矿采煤机易损件截齿的损坏情况，挑选了D322、D55、D276、D256、YB3五种焊条作为截齿耐磨层堆焊材料。对堆焊层空冷后和不同方式热处理后的组织和性能进行了初步研究。我们采用金相显微镜，显微硬度计，洛氏硬度计，以及X射线衍射仪，能谱仪等设备对堆焊层进行组织观察，硬度测试，能谱分析，以及相分析等，为提高截齿的使用寿命选择合适的耐磨堆焊材料提供了技术上的依据。现场试验和其它实验表明，YB3虽然具有高的硬度和大量耐磨的均匀碳化物，但因其脆性过大，韧性不足，而不宜于用作截齿的堆焊材料；D322硬度低于YB3但韧性高于前者，还有有利

2、于提高韧性的残余奥氏体存在，使其能够作为提高截齿磨损寿命的选用材料；对D276的组织分析和硬度测试表明，D276作为提高截齿寿命的耐磨材料，很有值得进一步试验的价值。关键词：截齿堆焊耐磨性显微组织热处理1前言截齿是安装在采煤机最前端的割煤工具，是采煤机上的易损件。截齿是煤矿井下采掘机械用来破岩、落煤的刀具。该截齿由合金刀头和割齿体两部分组成。刀头为YG类硬质合金，刀体材料通常为中碳低合金钢，其损坏方式主要为磨损，以及少量脆断，其寿命通常为10~20天，为了提高截齿的耐磨性，需要在一定部位进行耐磨层堆焊。1.1截齿的国内外发展现状目前我国年产煤约12亿t，对截齿的需求量很

3、大，由于国产截齿的寿命较低，仅是德国截齿寿命的1/3，因此每年都需要花费大量的外汇购截齿。虽然国内不少学者曾做过研究，但没有从根本上解决此问题。因此，迫切需要制造出高质量的截齿，已满足生产上的需要。截齿是由硬质合金刀头和合金钢刀形齿体经钎焊而成。刀形齿体目前我国和东欧国家大都采用35CrMnSi钢，德国用40CrNiMo钢，截齿刀头常用YG类硬质合金，用钎焊方法把硬质合金固定到钢基体上。基体上多堆焊上一层耐磨的合金，以增加截齿的耐磨性[1]。1.2磨损26河北机电职业技术学院毕业论文磨损是机械设备中金属工件失效的主要形式之一。金属磨损与金属腐蚀、金属疲劳相比，虽很少导致

4、灾难性危害，但由于金属磨损引起机械设备的工作效率降低，工件更换或维修频繁，能源和金属材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。此外机械设备的金属工件磨损，还会引起某些工业产品的质量降低，甚至影响工业技术向现代化自动化发展。对被磨损表面采用堆焊修复是对付磨损简单且行之有效的方法。堆焊是用焊接方法在零件表面堆覆一层具有一定性能材料的工艺过程，它不是为了连接零件，其目的是在于增加零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等方面的性能。1.2.1金属磨损的概念磨损是由于接触面间的相互摩擦作用，造成表面破坏的现象。如果存在腐蚀等因素，将使磨损加剧。磨损是一个比较复杂的微观破坏过程，它不仅决定于金属本

5、身的性能，而且还受许多外界因素的影响。磨损是金属材料本身与它相互摩擦的材料以及工作环境综合作用的结果，所以磨损实际上反映了一个系统的性能。显然，为提高耐磨性而选择堆焊合金和制定堆焊工艺时，就必须同时考虑各方面的要求才行[1]。1.2.2磨损的形式：（一）粘着磨损它是金属与金属之间相对移动时，由于两接触面凸凹不平，在磨擦过程中引起表面金属变形、局部高温焊合而撕裂或转移结合到另一表面，从而产生的表面破坏。这种磨损形式多发生于润滑不良或不进行润滑的滑动摩擦零件中。轴、轴承、履带轮、制动轮、阀门密封面、切削刀具、模具等零件工作中，常常有这种磨损形式。它一般要求堆焊材料有较小的磨

6、擦系数，硬度和耐磨性应与相互磨擦的材料接近。另外，由于磨擦件之间常有一些铁屑、砂子等磨料存在，因此许多零件除进行粘着磨损外，还同时承受着磨料磨损。堆焊工作中，把这种综合磨损形式习惯称为“金属与金属间磨损”。（二）磨料磨损当硬质颗粒或表面粗糙物体（称为磨料，如岩石、矿石、砂子、土壤、硬金属屑、砂布、砂轮等），在压力的作用下，对金属表面进行显微切削，即产生了磨料磨损。它是一种堆焊中常见的磨损形式。按应力状态不同，磨料磨损分三种。1、高应力磨料磨损是在两个零件表面夹有磨料，并在很大的压应力作用下相互摩擦产生的。由于磨料与金属的接触点上有很高的压应力，使得磨料被碾碎，同时引起金

7、属显微划伤或使硬相（如粗大碳化物）剥落。如球磨机的磨球和衬板、挖掘机的链条和链轮等属此类。这种工作条件，对冲击韧性的要求是次要的，而需要高的抗压强度和硬度。因此，常用合金白口铸铁、碳化钨和高碳钢等堆焊材料。2、低应力磨料磨损26河北机电职业技术学院毕业论文它是固态磨料以某种速度，较自由地与所接触的金属表面做相对运动引起的。这类磨损的特点是，作用在磨料上的应力较低，对零件表面的冲击力很小。此外人们把含有磨料的气体或液体流冲击金属表面引起的磨损，称为气相或液相磨料磨损，它们也属于低应力磨料磨损类型。典型例子如推土机铲刃、犁铧、泥浆泵叶轮、粉尘