裝載機(jī)大理石叉耐磨性工藝提升

徐濤

由于裝載機(jī)的使用范圍越來越廣泛，其在石場的應(yīng)用越來越普遍，隨之裝載機(jī)產(chǎn)品差異化和多樣化輔具的需求也越來越嚴(yán)格。

我公司產(chǎn)品輔具大理石叉叉齒材料采用42CrMo調(diào)質(zhì)處理，表面淬火硬度40～45HRC，實(shí)際使用過程中，工作40余天，約400h后，大理石叉叉尖磨損嚴(yán)重（見圖1），叉齒齒面凹坑較多。

1.原因分析

（1）叉齒在作業(yè)過程中由于駕駛員視野原因不能切實(shí)觀察到叉齒的實(shí)際位置，導(dǎo)致在作業(yè)過程中，叉齒與大理石碰撞次數(shù)過多。

（2）叉齒采用調(diào)質(zhì)處理，心部硬度達(dá)到250～280HBW，雖然其力學(xué)性能較好，但不能有效吸收撞擊時(shí)帶來的沖擊能量。

（3）表面采用高頻感應(yīng)淬火，淬火層只能達(dá)到2～3mm，比較薄，在實(shí)際工況下，淬硬層特別是叉齒尖部很快磨損。

圖1

（4）由于沖擊時(shí)沖擊力較大，叉齒變形較為嚴(yán)重，齒面淬硬層彈性模量較小，心部彈性模量較大，淬硬層部分剝離，形成點(diǎn)蝕凹坑。

2.解決方案

工件使用情況惡劣，碰撞力較大，貨物為大理石，硬度60～70HBA，需叉齒能夠耐磨，抗沖擊性能好，材料韌性較好，綜合力學(xué)性能要求較高。原工藝流程：鍛打→調(diào)質(zhì)→高頻感應(yīng)淬火。從工藝方面深入分析，更改加工工藝流程：鍛打→調(diào)質(zhì)→工頻感應(yīng)淬火→中溫回火→中頻感應(yīng)淬火→加工緩沖槽→緩沖槽發(fā)藍(lán)處理。因多次淬火易產(chǎn)生脫碳，應(yīng)注意掌握好熱處理溫度。

工藝改進(jìn)前工件金屬層如圖2所示，基本分為淬硬層和基層兩層，且淬硬層較薄，在實(shí)際使用情況下，基層有較好的綜合力學(xué)性能，但彈性比功較小，在多次撞擊下，表面淬硬層需要收相當(dāng)一部分能量，從而導(dǎo)致表面容易磨損脫落等缺陷。

改進(jìn)工藝后的工件金屬層如圖3所示，基本上分為3層：基層、彈性層（回火托氏體）和淬硬層。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后工件整體力學(xué)性能增強(qiáng)，工頻感應(yīng)淬火配合中溫回火能使表面15mm內(nèi)獲得回火托氏體，以增強(qiáng)彈性比功，有效地吸收撞擊能量；中頻感應(yīng)淬火能使表面8～10mm內(nèi)硬度達(dá)到45～63HRC，以抵抗摩擦磨損。

圖2

圖3

因表層9～15mm層彈性比功和彈性極限較大，表層硬度較高易造成開裂，故開緩沖槽，防止因形變導(dǎo)致的表層剝落（見圖4）。

3.結(jié)語

使用新工藝加工過的工件，更加耐沖擊，增加的防脫落工藝槽有效地防止了表面淬硬層的點(diǎn)蝕問題。使用過程中性能良好，壽命提升3～4倍。

圖4