采煤機齒座模具損壞修復方法探析

張寶盛

(雞西煤礦機械有限公司，黑龍江 雞西 158100)

采煤機齒座模具損壞修復方法探析

張寶盛

(雞西煤礦機械有限公司，黑龍江 雞西 158100)

齒座是采煤機上的重要零件，由于受現(xiàn)有條件的制約，齒座模具壽命較低，擬從分析齒座模具損壞的原因出發(fā)，提出了用堆焊焊補磨損的模具修復方法，并將該技術(shù)在實際生產(chǎn)當中應用，取得了良好的效果。

齒座；堆焊；J107Cr

齒座是采煤機上的重要零件，由于受現(xiàn)有條件的制約，齒座模具壽命較低，一般在1000件左右。原因是齒座模具工作環(huán)境十分惡劣，反復承受高溫和摩擦，模具冷卻不及時、不徹底。尤其是上模更嚴重，從而導致過早失效，失效形式為磨損和塌陷。一般多在坯料流動激烈的型腔邊緣部位，而型腔內(nèi)部完好。報廢后只能當廢鐵，損失很大。而加工一副模具的周期則要超過一個月，時間較長，不能及時制造出來，制約了生產(chǎn)。

針對這一情況筆者受鉚焊車間在機殼上堆焊耐磨層工藝的啟發(fā)，設(shè)想用補焊的方法修復。原理為耐磨層由耐磨還跳堆焊而成，有較高的硬度和耐磨性，硬度HRC50以上，十分符合使用要求。

一 齒座模具堆焊修復實驗過程

1.修復工藝過程。

修復磨損、變形的人字齒形工作表面，需首先確定磨損、變形部位，磨損量，變形量及缺陷深度；然后確定堆焊焊補方法及堆焊焊補工藝；最后經(jīng)齒形表面機械加工、研磨及跑合從而達到使用的基本要求。

為此，特定制修復磨損變形人字齒輪軸齒形工作表面的工藝流程如下：制作人字形齒輪齒形樣板→齒形工作表面缺陷探傷、打磨→焊前預熱→堆焊焊補磨損、變形處齒形工作表面→焊后熱處理→齒形焊補表面機械加工→主動齒輪軸人字齒研磨、跑合。

2.焊前準備工作。

(1)明確齒形樣板的制作目的。一是為了觀察和確定人字齒輪軸齒形工作表面磨損變形位置及磨損量的大小，二是為焊后機械加工齒形工作表面作樣板使用。齒形的制作方法是將鄰近三個齒間間隙用鉛液澆鑄成一齒形整體，然后以此制作齒形樣板。

(2)確定是否有疲勞裂紋及其他缺陷并處理。齒形工作表面磨損、變形處的加工對齒形工作表面磨損處進行滲透探傷檢驗，以確定齒形工作表面是否有疲勞裂紋及其他缺陷。對齒形工作表面的點蝕部位及疲勞裂紋等缺陷用角向砂輪機打磨，直至缺陷全部消除，并顯示出金屬光澤。

(4)焊條焊前經(jīng)420℃烘焙1～2h，烘干后放入100～150℃保溫筒內(nèi)，隨用隨取。

(5)齒形面焊補處需徹底清除油污，并將表面缺陷處打磨出金屬光澤。

(6)用齒形樣板確定焊補處所需堆焊厚度。

(7)加熱，保溫，外層用石棉布包裹。

3.焊接工藝的確定。

(1)焊接方法的確定考慮到主動齒輪軸和被動齒輪軸質(zhì)量大，齒形表面為螺旋面，母材料40CrMnMo鋼可焊性差，焊前必須預熱，故采取手工電弧堆焊焊補修復螺旋人字齒形工件表面。因無論在生產(chǎn)效率、焊材的匹配及可操作性上都比氣體保護電弧焊等其他焊接方法焊補修復人字齒齒形工作表面優(yōu)越，故選用手工電弧堆焊焊補。

(2)可焊性的評估。40CrMnMo鋼可焊性差，焊前必須預熱，并給予合適的工藝措施方能防止冷裂紋的產(chǎn)生，預熱溫度為356℃。

(3)焊接材料的選擇。強度方面考慮選 J107Cr焊條，表面硬度考慮選 D132焊條，綜合J107Cr和D132焊條熔敷合金成分及力學性能，最后確定采用J107Cr焊條。

“十三五”期間，廣東省煤炭消費達到峰值，石油消費增速減緩，天然氣和非化石能源快速發(fā)展，成為能源供給增量的主體；2020～2030年，石油消費步入峰值，煤炭消費逐步下降，天然氣消費持續(xù)增長，非化石能源成為能源供給增量的主體。

(4)焊前預熱溫度：360℃左右，堆焊過程中，堆焊處不低于250℃。

(5)焊接工藝參數(shù)焊條直徑Ф4mm，電流140～150A，直流反接，電壓24～28V。

(6)施焊要點Ⅰ每道堆焊焊縫焊后應清渣干凈，以免產(chǎn)生夾渣缺陷。Ⅱ第一層施焊時采用下坡焊，第二層采用上坡焊，焊條稍作橫向擺動，短弧焊。Ⅲ注意堆焊焊縫與母體間的熔合情況及堆焊焊道間的熔合情況，以防止產(chǎn)生未焊透和未熔合缺陷。Ⅳ堆焊部位不得低于250℃。Ⅴ需一次不間斷完成。Ⅵ對稱交替堆焊焊補。

(7)焊后熱處理。堆焊后立即將工件以30℃/h的加熱速度升溫至600℃，保溫4h，然后在石棉包裹中緩慢冷卻，以消除焊接殘余應力。

二 齒座模具堆焊修復技術(shù)的優(yōu)勢

1.節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟效益。

新制造一副模具費用至少在6000元以上，每年至少須投制模具20副，費用12萬元。而修復一副只需1000元，而由于修復模具可反復修復，齒座只須投制2副模具即可，2副輪換使用、修復，不用投制新的模具，即可滿足生產(chǎn)需要，經(jīng)濟效益是可觀的。

2.節(jié)省時間，提高了生產(chǎn)效率。

由于齒座模具是用耳板靠掛在2噸自由鍛錘上，因此鍛造鉛須在鍛錘砧上對焊耳板，這項工作費時且繁瑣，需半天時間。由于模具修復只涉及型腔而與其他部位無關(guān)，模具修復后不用對耳板可直接用于生產(chǎn)，非常方便。

鍛造車間有批端盤齒座ZGC30準備生產(chǎn)，而模具已經(jīng)報廢，我們就將模具用堆焊耐磨焊條的方法進行了修復。修復后鍛造200個齒座時進行工藝實驗，發(fā)現(xiàn)修復處無任何損壞跡象。證明用耐磨焊條堆焊是可行的。但是這種齒座重量小、形狀簡單、成形容易，不能完全反映模具修復后的使用情況。我們又對最大齒座ZGC35/50C模具進行了使用，鍛造1000個進行工藝使用，鍛造后觀察下模完好，上模已經(jīng)失效，證明實驗是成功的。

ClassNo.:TD421.6DocumentMark：A

(責任編輯：鄭英玲)

GearBaseofCoalMiningMachineMoldDamageRepairMethod

Zhang Baosheng

gear shearer is important parts, due to the existing conditions,tooth block die life is low, this paper analyzes the damage reason of tooth die sets out, put forward by surfacing welding wear mold repair method, and will be used in the actual production technology in.

gear base;surfacing；J107Cr

張寶盛，技師，雞西煤礦機械有限公司。

1672-6758(2012)07-0087-1

TD421.6

A