26×92礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈工藝探討

王洪飛　郜永花

摘 要：文章闡述了使用國產(chǎn)設(shè)備，采用熱編冷焊制造26×92礦用鏈的工藝流程以及各道工序工藝參數(shù)的選擇，并對(duì)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈生產(chǎn)制造的兩個(gè)重要工序——焊接和熱處理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以滿足礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈GB/T12718-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求。

關(guān)鍵詞：礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈；工藝流程；工藝參數(shù)；延伸率；破斷負(fù)荷

礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈（以下簡稱礦用鏈）適用于煤礦井下刮板輸送機(jī)、刨煤機(jī)、滾筒采煤機(jī)及其他機(jī)械的牽引鏈。礦用鏈機(jī)械性能的好壞直接影響到井下牽引設(shè)備的安全運(yùn)行及人身安全，因此屬于礦用產(chǎn)品安標(biāo)范圍以內(nèi)。礦用鏈的生產(chǎn)有著嚴(yán)格的工藝流程和工藝參數(shù)，特別是焊接和熱處理工序，對(duì)其成品機(jī)械性能的影響有著極其重要的作用。

1 概述

近年來，隨著采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，刮板輸送機(jī)、滾筒采煤機(jī)等設(shè)備規(guī)格都不斷擴(kuò)大，與之配套的礦用圓環(huán)鏈的規(guī)格和強(qiáng)度級(jí)別也隨之提高。其中26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈的使用量尤為突出。

產(chǎn)品規(guī)格的提高，對(duì)鏈條的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝以及使用的原材料都提出了新的要求。公司自2010年開始選用了國產(chǎn)的編鏈、焊接設(shè)備，選擇了23MnNiMoCr54合金鋼來制造26×92-C級(jí)礦用鏈，通過反復(fù)的工藝試驗(yàn)取得了成功。其外觀尺寸及機(jī)械性能全部達(dá)到了GB/T12718-2009國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈原材料的選用

公司選用23MnNiMoCr54合金鋼來制造26×92-C級(jí)礦用鏈，這種鋼具有良好的焊接性能，焊接接頭具有較好塑性的低碳貝氏體組織；在中頻感應(yīng)熱處理后焊接接頭獲得與母材相同的回火屈氏體組織；它有比25MnV相對(duì)較高的屈服強(qiáng)度，這樣就容易保證試驗(yàn)負(fù)荷伸長率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。但由于這種材料本身含有很多貴重元素，因此它的價(jià)格比較昂貴。

3 26×92礦用鏈生產(chǎn)的工藝流程

公司采用國產(chǎn)設(shè)備熱編冷焊制造26×92圓環(huán)鏈的工藝流程為：

下料→熱編結(jié)→表面噴砂處理→焊接→一次拉伸→中頻熱處理→二次拉伸。

4 26×92礦用鏈生產(chǎn)的工藝參數(shù)

4.1 下料

下料長度要經(jīng)過科學(xué)計(jì)算，并通過反復(fù)試驗(yàn)和驗(yàn)證來確定。數(shù)據(jù)確定需把握兩個(gè)原則：成品幾何尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求；在滿足成品幾何尺寸和機(jī)械性能的前提下，用料最小化。下料工序使用J23-1000沖床配合切料工裝，能夠保證下料長度均勻一致以及料棒端面的平整度要求。26×92的下料長度一般為298～301mm，料棒斷面的不平整度要小于0.5mm。

4.2 熱編結(jié)

熱編結(jié)設(shè)備采用的是國產(chǎn)自動(dòng)熱編機(jī)。先將棒料加熱至700～800℃，進(jìn)行自動(dòng) 彎。 彎后鏈環(huán)焊縫要均勻一致，呈V型口，底部要有1-2.5mm的間隙。這道工序中關(guān)鍵是芯模的尺寸設(shè)計(jì)，因?yàn)楹附右?jīng)過閃光、頂鍛的過程，圓弧部分會(huì)發(fā)生變化，要想使焊后鏈環(huán)前肩與后肩部圓弧對(duì)稱，這就需要編后鏈環(huán)前肩圓弧r要小于后肩圓弧R。對(duì)于26×92來說R和r要滿足以下關(guān)系：R+r<32， 2（R-r）≈8，這樣就得出R范圍17～18mm，r范圍13～14mm。26×92礦用鏈編結(jié)后的工藝尺寸為節(jié)距94+0.5，外寬89+0.5。

4.3 表面噴砂處理

通常大規(guī)格鏈條在焊接前都要經(jīng)過噴砂處理。這是因?yàn)橐话愦笠?guī)格鏈條都采用熱編結(jié)，棒料需要加熱至700～800℃，造成表面被高溫氧化，通過表面噴砂能夠清理鏈環(huán)表面的氧化皮，提高鏈環(huán)焊接時(shí)的導(dǎo)電性能，改善和提高焊接質(zhì)量，并延長電極使用壽命。

4.4 焊接

圓環(huán)鏈焊接屬于閃光對(duì)焊工藝。公司26×92圓環(huán)鏈焊接使用的是國產(chǎn)500型全自動(dòng)液壓閃光對(duì)焊機(jī)，它采用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)鏈環(huán)夾持與送進(jìn)控制；采用三相次級(jí)整流式的主回路，保證閃光過程的穩(wěn)定并降低焊機(jī)容量和使三相電網(wǎng)負(fù)載平衡；采用以工控機(jī)為主體的微機(jī)控制系統(tǒng)控制焊接過程。焊接過程由四個(gè)步驟來完成：預(yù)熱閃光、連續(xù)閃光、頂鍛、熱去刺。

焊接是圓環(huán)鏈制造過程中的一個(gè)關(guān)鍵工序，焊接工藝參數(shù)的制定尤其重要，合理的焊接工藝參數(shù)不僅能保證優(yōu)良的焊接質(zhì)量，還能有效地降低廢環(huán)率。焊接質(zhì)量是礦用鏈達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的前提條件，如果焊接參數(shù)不合理，則通過其它工序無法彌補(bǔ)其焊接缺陷，則鏈條必然達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。焊接的工藝參數(shù)主要包括夾持長度、預(yù)熱溫度、閃光留量、頂鍛留量。

4.4.1 夾持長度

確定夾持長度要從以下幾個(gè)方面來考慮。鏈環(huán)夾持長度會(huì)直接影響環(huán)背電流。從功率消耗來說，總是希望盡量減少環(huán)背分流，來降低焊接時(shí)功率的消耗，而減少環(huán)背分流有效的方法就是加大背環(huán)分路的長度，這就要求夾持長度要盡量取小。取小的前提要保證熱影響區(qū)合理的溫度梯度。如果夾持長度太小會(huì)造成熱影響區(qū)窄，達(dá)不到形成優(yōu)質(zhì)接頭的理想溫度分布，影響焊接質(zhì)量。夾持長度過長，除了會(huì)產(chǎn)生不必要的過大的環(huán)背分流之外，還會(huì)使熱區(qū)溫度梯度變小降低焊接質(zhì)量，也會(huì)造成焊接處反彎。試驗(yàn)證明26×92圓環(huán)鏈的夾持長度在29～32mm比較合適。

4.4.2 預(yù)熱

控制預(yù)熱的工藝參數(shù)主要有預(yù)熱次數(shù)、接觸時(shí)間、返回時(shí)間。26×92焊接預(yù)熱次數(shù)一般在6～10次范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。接觸時(shí)間在300ms左右，接觸時(shí)間也就是短路時(shí)間，焊口加溫時(shí)間。接觸時(shí)間太短，焊口溫度低，不足以激發(fā)起閃光，或造成閃光斷閃；也會(huì)造成熱影響區(qū)太窄，不利于焊接接頭質(zhì)量；接觸時(shí)間太長會(huì)增加焊口溫度，易形成過熱的接頭組織，同樣影響接頭質(zhì)量。返回時(shí)間90～105ms，返回時(shí)間也是一個(gè)重要參數(shù)，時(shí)間太長，會(huì)使熱效率降低，時(shí)間太短會(huì)使熱區(qū)溫度梯度太大，影響最終頂鍛的質(zhì)量。

4.4.3 閃光留量

閃光留量的確定要遵循以下兩個(gè)原則：a、閃光留量必須足以保證在閃光結(jié)束時(shí)焊口兩端面有一熔化金屬層，同時(shí)在一定深度上達(dá)到塑性變形溫度，在頂鍛后能獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。b.必須考慮閃光噴射損失的長度，是否能夠保證工藝要求下的焊后尺寸。26×92的閃光留量一般為2～3mm。endprint

4.4.4 頂鍛留量

閃光結(jié)束后，要立即對(duì)鏈環(huán)施加足夠的頂鍛壓力，以擠出端面液態(tài)金屬及氧化夾雜物，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸，并使接頭產(chǎn)生一定的塑性變形，促進(jìn)再結(jié)晶的進(jìn)行，形成共同晶粒，獲得牢固接頭。頂鍛留量的大小影響液態(tài)金屬的排除和塑性變形的大小。太小會(huì)使液態(tài)金屬殘留在接口中，易形成疏松、縮孔、裂紋等缺陷；過大時(shí)，會(huì)使金屬晶紋嚴(yán)重彎曲，降低接頭的沖擊韌度。26×92的頂鍛留量為2.5～3.5mm較合適。

4.5 熱處理

在礦用鏈的生產(chǎn)過程中，熱處理工序?qū)ζ涑善窓C(jī)械性能的影響有著極其重要的作用。因此，熱處理在圓環(huán)鏈制造過程中也是一個(gè)非常關(guān)鍵的工序。合理的熱處理參數(shù)能使鏈條的綜合機(jī)械性能得到很大的改善和提高，延長使用壽命。

4.5.1 熱處理后礦用鏈應(yīng)達(dá)到的機(jī)械性能要求

根據(jù)GB/T12718-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求，礦用鏈為滿足煤礦井下使用的安全要求，在延伸率和破斷負(fù)荷方面應(yīng)達(dá)到表1的要求。

4.5.2 熱處理的方法

圓環(huán)鏈熱處理設(shè)備一般采用中頻電源配熱處理機(jī)床進(jìn)行（如圖2示）。公司采用了250KW和160KW的雙電源配熱處理機(jī)床對(duì)Φ26礦用鏈進(jìn)行熱處理。雙電源分別控制的熱處理機(jī)床的淬火和回火感應(yīng)器線圈。單獨(dú)控制最顯著的特點(diǎn)是熱處理參數(shù)調(diào)整方便，淬、回火互不影響，可以節(jié)省熱處理工藝試驗(yàn)的時(shí)間。

4.5.3 熱處理工藝參數(shù)

淬回、火后，利用集膚效應(yīng)熱處理要求根據(jù)材質(zhì)和設(shè)備確定合理的工藝參數(shù)，并具備一定的經(jīng)驗(yàn)。通過熱處理實(shí)現(xiàn)圓環(huán)鏈不同部位有不同的金相組織，工藝過程為淬火+回火。礦用鏈熱處理工藝參數(shù)主要包括：淬火溫度、回火溫度、鏈速、入水高度等。

（1）淬火：因26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈材質(zhì)為23MnNiMoCr54，其含碳量在0.17%～0.26之間，故淬火溫度一般為880～940℃，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度使鏈環(huán)淬火后得到低碳馬氏體組織；

（2）回火：回火利用中頻感應(yīng)器的集膚效應(yīng)得到差溫處理的效果，即鏈環(huán)回火后直臂部和肩部溫度產(chǎn)生一定的溫差，使得鏈環(huán)硬度分布呈馬鞍形。這是使礦用鏈滿足標(biāo)準(zhǔn)中在試驗(yàn)負(fù)荷下B級(jí)鏈條延伸率應(yīng)小于1.4%（C級(jí)鏈條1.6%），而破斷負(fù)荷延伸率應(yīng)大于12%要求的關(guān)鍵所在。需要直臂溫度高于肩部溫度，直臂要經(jīng)過高溫回火500～600℃使其得到回火索氏體組織，提高其韌性；而肩部需用低溫回火400℃使其得到回火屈氏體組織來提高硬度。

（3）鏈速、入水高度：鏈速一般為0.7米/秒左右。淬火入水高度一般在100mm～200mm之間，回火入水高度一般在350mm～450mm之間。

4.5.4 淬、回火溫度的掌握

熱處理過程中淬、回火溫度可以使用遠(yuǎn)紅外測溫儀進(jìn)行測量。在實(shí)際工作中，我們也根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過鏈環(huán)加熱后的顏色來識(shí)別熱處理的溫度高低。一般Φ26的鏈條通過淬火出感應(yīng)器后的顏色接近于紅色，而Φ18-Φ22的鏈條通過淬火出感應(yīng)器后的顏色呈桔黃色。

4.5.5 熱處理工藝參數(shù)的調(diào)整

礦用鏈的標(biāo)準(zhǔn)要求：（1）在試驗(yàn)負(fù)荷下，B級(jí)鏈條延伸率應(yīng)小于1.4%（C級(jí)鏈條1.6%）；（2）破斷負(fù)荷延伸率應(yīng)大于12%。

根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合礦用鏈熱處理實(shí)際情況，如達(dá)不到上述要求，可以在參數(shù)方面進(jìn)行調(diào)整，一般遵循以下原則。

在保證焊接質(zhì)量的前提下，如果上述第（1）條達(dá)不到要求，且破斷負(fù)荷較低，一般為回火溫度偏高的原因。處理方法為減少回火線圈的匝數(shù)或降低中頻熱處理電壓。如果第（2）條達(dá)不到要求，一般為回火溫度偏低的原因。處理方法為增加回火線圈的匝數(shù)或提高中頻熱處理電壓。

4.6 預(yù)拉伸

圓環(huán)鏈國家標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了對(duì)圓環(huán)鏈要進(jìn)行預(yù)拉伸的工藝要求。預(yù)拉伸的目的一是校正鏈條長度，二是為了使鏈條得到強(qiáng)化拉伸。在圓環(huán)鏈熱處理前后進(jìn)行兩次預(yù)拉伸，合理設(shè)計(jì)每次預(yù)拉伸的拉伸長度有利于保證國標(biāo)對(duì)試驗(yàn)負(fù)荷伸長率的要求。大量試驗(yàn)證明，一次拉伸和二次拉伸其拉伸長度的分配比例為1：1最佳。

5 26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈工藝試驗(yàn)的結(jié)果

經(jīng)過大量的工藝試驗(yàn)及批量生產(chǎn)確定了26×92圓環(huán)鏈熱編冷焊的整個(gè)工藝流程及工藝參數(shù)，按照上述工藝要求生產(chǎn)的26×92-C級(jí)圓環(huán)鏈的主要尺寸及機(jī)械性能結(jié)果如下：

數(shù)據(jù)表明26×92-C級(jí)圓環(huán)鏈尺寸和機(jī)械性能負(fù)荷國家標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量穩(wěn)定，可以投入正常批量生產(chǎn)。

6 26×92礦用鏈破斷部位原因分析及工藝參數(shù)調(diào)整

圓環(huán)鏈在成品機(jī)械性能試驗(yàn)時(shí)一般發(fā)生兩種斷裂方式，一種是直臂脆斷，另一種是肩部塑斷，如圖3所示：

從圖上可以看出Ⅰ脆斷區(qū)分布在鏈環(huán)焊接區(qū)及熱影響區(qū)，Ⅱ塑斷區(qū)分布在鏈環(huán)的肩部。這就要求鏈環(huán)經(jīng)熱處理后要提高差溫處理的效果，即提高焊接區(qū)的韌性和鏈環(huán)肩部的硬度，才能避免圓環(huán)鏈在使用中發(fā)生斷裂。破斷部位在焊口或焊接熱影響區(qū)，若破斷部位斷面組織粗糙，說明焊接時(shí)焊口溫度過高，造成焊口過熱或過燒，需要降低焊接時(shí)的閃光用量；如斷口有明顯的斷裂源，則應(yīng)考慮鏈環(huán)在焊接或其他工序時(shí)的外傷造成。如機(jī)械性能試驗(yàn)不滿足要求，則應(yīng)參照4.5.5的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

總之，成品礦用鏈應(yīng)滿足和達(dá)到在正常工作狀態(tài)下鏈條變形要小、在設(shè)備過載超過破斷負(fù)荷后要有大的延伸率，以保證安全的要求。在實(shí)際工作中，應(yīng)結(jié)合具體情況，具體分析并加以解決。

參考文獻(xiàn)

[1]焊接手冊(cè)[Z].

[2]陳靜.新型大規(guī)格C級(jí)礦用圓環(huán)鏈用鋼的組織及性能研究[Z].endprint

4.4.4 頂鍛留量

閃光結(jié)束后，要立即對(duì)鏈環(huán)施加足夠的頂鍛壓力，以擠出端面液態(tài)金屬及氧化夾雜物，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸，并使接頭產(chǎn)生一定的塑性變形，促進(jìn)再結(jié)晶的進(jìn)行，形成共同晶粒，獲得牢固接頭。頂鍛留量的大小影響液態(tài)金屬的排除和塑性變形的大小。太小會(huì)使液態(tài)金屬殘留在接口中，易形成疏松、縮孔、裂紋等缺陷；過大時(shí)，會(huì)使金屬晶紋嚴(yán)重彎曲，降低接頭的沖擊韌度。26×92的頂鍛留量為2.5～3.5mm較合適。

4.5 熱處理

在礦用鏈的生產(chǎn)過程中，熱處理工序?qū)ζ涑善窓C(jī)械性能的影響有著極其重要的作用。因此，熱處理在圓環(huán)鏈制造過程中也是一個(gè)非常關(guān)鍵的工序。合理的熱處理參數(shù)能使鏈條的綜合機(jī)械性能得到很大的改善和提高，延長使用壽命。

4.5.1 熱處理后礦用鏈應(yīng)達(dá)到的機(jī)械性能要求

根據(jù)GB/T12718-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求，礦用鏈為滿足煤礦井下使用的安全要求，在延伸率和破斷負(fù)荷方面應(yīng)達(dá)到表1的要求。

4.5.2 熱處理的方法

圓環(huán)鏈熱處理設(shè)備一般采用中頻電源配熱處理機(jī)床進(jìn)行（如圖2示）。公司采用了250KW和160KW的雙電源配熱處理機(jī)床對(duì)Φ26礦用鏈進(jìn)行熱處理。雙電源分別控制的熱處理機(jī)床的淬火和回火感應(yīng)器線圈。單獨(dú)控制最顯著的特點(diǎn)是熱處理參數(shù)調(diào)整方便，淬、回火互不影響，可以節(jié)省熱處理工藝試驗(yàn)的時(shí)間。

4.5.3 熱處理工藝參數(shù)

淬回、火后，利用集膚效應(yīng)熱處理要求根據(jù)材質(zhì)和設(shè)備確定合理的工藝參數(shù)，并具備一定的經(jīng)驗(yàn)。通過熱處理實(shí)現(xiàn)圓環(huán)鏈不同部位有不同的金相組織，工藝過程為淬火+回火。礦用鏈熱處理工藝參數(shù)主要包括：淬火溫度、回火溫度、鏈速、入水高度等。

（1）淬火：因26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈材質(zhì)為23MnNiMoCr54，其含碳量在0.17%～0.26之間，故淬火溫度一般為880～940℃，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度使鏈環(huán)淬火后得到低碳馬氏體組織；

（2）回火：回火利用中頻感應(yīng)器的集膚效應(yīng)得到差溫處理的效果，即鏈環(huán)回火后直臂部和肩部溫度產(chǎn)生一定的溫差，使得鏈環(huán)硬度分布呈馬鞍形。這是使礦用鏈滿足標(biāo)準(zhǔn)中在試驗(yàn)負(fù)荷下B級(jí)鏈條延伸率應(yīng)小于1.4%（C級(jí)鏈條1.6%），而破斷負(fù)荷延伸率應(yīng)大于12%要求的關(guān)鍵所在。需要直臂溫度高于肩部溫度，直臂要經(jīng)過高溫回火500～600℃使其得到回火索氏體組織，提高其韌性；而肩部需用低溫回火400℃使其得到回火屈氏體組織來提高硬度。

（3）鏈速、入水高度：鏈速一般為0.7米/秒左右。淬火入水高度一般在100mm～200mm之間，回火入水高度一般在350mm～450mm之間。

4.5.4 淬、回火溫度的掌握

熱處理過程中淬、回火溫度可以使用遠(yuǎn)紅外測溫儀進(jìn)行測量。在實(shí)際工作中，我們也根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過鏈環(huán)加熱后的顏色來識(shí)別熱處理的溫度高低。一般Φ26的鏈條通過淬火出感應(yīng)器后的顏色接近于紅色，而Φ18-Φ22的鏈條通過淬火出感應(yīng)器后的顏色呈桔黃色。

4.5.5 熱處理工藝參數(shù)的調(diào)整

礦用鏈的標(biāo)準(zhǔn)要求：（1）在試驗(yàn)負(fù)荷下，B級(jí)鏈條延伸率應(yīng)小于1.4%（C級(jí)鏈條1.6%）；（2）破斷負(fù)荷延伸率應(yīng)大于12%。

根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合礦用鏈熱處理實(shí)際情況，如達(dá)不到上述要求，可以在參數(shù)方面進(jìn)行調(diào)整，一般遵循以下原則。

在保證焊接質(zhì)量的前提下，如果上述第（1）條達(dá)不到要求，且破斷負(fù)荷較低，一般為回火溫度偏高的原因。處理方法為減少回火線圈的匝數(shù)或降低中頻熱處理電壓。如果第（2）條達(dá)不到要求，一般為回火溫度偏低的原因。處理方法為增加回火線圈的匝數(shù)或提高中頻熱處理電壓。

4.6 預(yù)拉伸

圓環(huán)鏈國家標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了對(duì)圓環(huán)鏈要進(jìn)行預(yù)拉伸的工藝要求。預(yù)拉伸的目的一是校正鏈條長度，二是為了使鏈條得到強(qiáng)化拉伸。在圓環(huán)鏈熱處理前后進(jìn)行兩次預(yù)拉伸，合理設(shè)計(jì)每次預(yù)拉伸的拉伸長度有利于保證國標(biāo)對(duì)試驗(yàn)負(fù)荷伸長率的要求。大量試驗(yàn)證明，一次拉伸和二次拉伸其拉伸長度的分配比例為1：1最佳。

5 26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈工藝試驗(yàn)的結(jié)果

經(jīng)過大量的工藝試驗(yàn)及批量生產(chǎn)確定了26×92圓環(huán)鏈熱編冷焊的整個(gè)工藝流程及工藝參數(shù)，按照上述工藝要求生產(chǎn)的26×92-C級(jí)圓環(huán)鏈的主要尺寸及機(jī)械性能結(jié)果如下：

數(shù)據(jù)表明26×92-C級(jí)圓環(huán)鏈尺寸和機(jī)械性能負(fù)荷國家標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量穩(wěn)定，可以投入正常批量生產(chǎn)。

6 26×92礦用鏈破斷部位原因分析及工藝參數(shù)調(diào)整

圓環(huán)鏈在成品機(jī)械性能試驗(yàn)時(shí)一般發(fā)生兩種斷裂方式，一種是直臂脆斷，另一種是肩部塑斷，如圖3所示：

從圖上可以看出Ⅰ脆斷區(qū)分布在鏈環(huán)焊接區(qū)及熱影響區(qū)，Ⅱ塑斷區(qū)分布在鏈環(huán)的肩部。這就要求鏈環(huán)經(jīng)熱處理后要提高差溫處理的效果，即提高焊接區(qū)的韌性和鏈環(huán)肩部的硬度，才能避免圓環(huán)鏈在使用中發(fā)生斷裂。破斷部位在焊口或焊接熱影響區(qū)，若破斷部位斷面組織粗糙，說明焊接時(shí)焊口溫度過高，造成焊口過熱或過燒，需要降低焊接時(shí)的閃光用量；如斷口有明顯的斷裂源，則應(yīng)考慮鏈環(huán)在焊接或其他工序時(shí)的外傷造成。如機(jī)械性能試驗(yàn)不滿足要求，則應(yīng)參照4.5.5的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

總之，成品礦用鏈應(yīng)滿足和達(dá)到在正常工作狀態(tài)下鏈條變形要小、在設(shè)備過載超過破斷負(fù)荷后要有大的延伸率，以保證安全的要求。在實(shí)際工作中，應(yīng)結(jié)合具體情況，具體分析并加以解決。

參考文獻(xiàn)

[1]焊接手冊(cè)[Z].

[2]陳靜.新型大規(guī)格C級(jí)礦用圓環(huán)鏈用鋼的組織及性能研究[Z].endprint

4.4.4 頂鍛留量

閃光結(jié)束后，要立即對(duì)鏈環(huán)施加足夠的頂鍛壓力，以擠出端面液態(tài)金屬及氧化夾雜物，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸，并使接頭產(chǎn)生一定的塑性變形，促進(jìn)再結(jié)晶的進(jìn)行，形成共同晶粒，獲得牢固接頭。頂鍛留量的大小影響液態(tài)金屬的排除和塑性變形的大小。太小會(huì)使液態(tài)金屬殘留在接口中，易形成疏松、縮孔、裂紋等缺陷；過大時(shí)，會(huì)使金屬晶紋嚴(yán)重彎曲，降低接頭的沖擊韌度。26×92的頂鍛留量為2.5～3.5mm較合適。

4.5 熱處理

在礦用鏈的生產(chǎn)過程中，熱處理工序?qū)ζ涑善窓C(jī)械性能的影響有著極其重要的作用。因此，熱處理在圓環(huán)鏈制造過程中也是一個(gè)非常關(guān)鍵的工序。合理的熱處理參數(shù)能使鏈條的綜合機(jī)械性能得到很大的改善和提高，延長使用壽命。

4.5.1 熱處理后礦用鏈應(yīng)達(dá)到的機(jī)械性能要求

根據(jù)GB/T12718-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求，礦用鏈為滿足煤礦井下使用的安全要求，在延伸率和破斷負(fù)荷方面應(yīng)達(dá)到表1的要求。

4.5.2 熱處理的方法

圓環(huán)鏈熱處理設(shè)備一般采用中頻電源配熱處理機(jī)床進(jìn)行（如圖2示）。公司采用了250KW和160KW的雙電源配熱處理機(jī)床對(duì)Φ26礦用鏈進(jìn)行熱處理。雙電源分別控制的熱處理機(jī)床的淬火和回火感應(yīng)器線圈。單獨(dú)控制最顯著的特點(diǎn)是熱處理參數(shù)調(diào)整方便，淬、回火互不影響，可以節(jié)省熱處理工藝試驗(yàn)的時(shí)間。

4.5.3 熱處理工藝參數(shù)

淬回、火后，利用集膚效應(yīng)熱處理要求根據(jù)材質(zhì)和設(shè)備確定合理的工藝參數(shù)，并具備一定的經(jīng)驗(yàn)。通過熱處理實(shí)現(xiàn)圓環(huán)鏈不同部位有不同的金相組織，工藝過程為淬火+回火。礦用鏈熱處理工藝參數(shù)主要包括：淬火溫度、回火溫度、鏈速、入水高度等。

（1）淬火：因26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈材質(zhì)為23MnNiMoCr54，其含碳量在0.17%～0.26之間，故淬火溫度一般為880～940℃，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度使鏈環(huán)淬火后得到低碳馬氏體組織；

（2）回火：回火利用中頻感應(yīng)器的集膚效應(yīng)得到差溫處理的效果，即鏈環(huán)回火后直臂部和肩部溫度產(chǎn)生一定的溫差，使得鏈環(huán)硬度分布呈馬鞍形。這是使礦用鏈滿足標(biāo)準(zhǔn)中在試驗(yàn)負(fù)荷下B級(jí)鏈條延伸率應(yīng)小于1.4%（C級(jí)鏈條1.6%），而破斷負(fù)荷延伸率應(yīng)大于12%要求的關(guān)鍵所在。需要直臂溫度高于肩部溫度，直臂要經(jīng)過高溫回火500～600℃使其得到回火索氏體組織，提高其韌性；而肩部需用低溫回火400℃使其得到回火屈氏體組織來提高硬度。

（3）鏈速、入水高度：鏈速一般為0.7米/秒左右。淬火入水高度一般在100mm～200mm之間，回火入水高度一般在350mm～450mm之間。

4.5.4 淬、回火溫度的掌握

熱處理過程中淬、回火溫度可以使用遠(yuǎn)紅外測溫儀進(jìn)行測量。在實(shí)際工作中，我們也根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過鏈環(huán)加熱后的顏色來識(shí)別熱處理的溫度高低。一般Φ26的鏈條通過淬火出感應(yīng)器后的顏色接近于紅色，而Φ18-Φ22的鏈條通過淬火出感應(yīng)器后的顏色呈桔黃色。

4.5.5 熱處理工藝參數(shù)的調(diào)整

礦用鏈的標(biāo)準(zhǔn)要求：（1）在試驗(yàn)負(fù)荷下，B級(jí)鏈條延伸率應(yīng)小于1.4%（C級(jí)鏈條1.6%）；（2）破斷負(fù)荷延伸率應(yīng)大于12%。

根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合礦用鏈熱處理實(shí)際情況，如達(dá)不到上述要求，可以在參數(shù)方面進(jìn)行調(diào)整，一般遵循以下原則。

在保證焊接質(zhì)量的前提下，如果上述第（1）條達(dá)不到要求，且破斷負(fù)荷較低，一般為回火溫度偏高的原因。處理方法為減少回火線圈的匝數(shù)或降低中頻熱處理電壓。如果第（2）條達(dá)不到要求，一般為回火溫度偏低的原因。處理方法為增加回火線圈的匝數(shù)或提高中頻熱處理電壓。

4.6 預(yù)拉伸

圓環(huán)鏈國家標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了對(duì)圓環(huán)鏈要進(jìn)行預(yù)拉伸的工藝要求。預(yù)拉伸的目的一是校正鏈條長度，二是為了使鏈條得到強(qiáng)化拉伸。在圓環(huán)鏈熱處理前后進(jìn)行兩次預(yù)拉伸，合理設(shè)計(jì)每次預(yù)拉伸的拉伸長度有利于保證國標(biāo)對(duì)試驗(yàn)負(fù)荷伸長率的要求。大量試驗(yàn)證明，一次拉伸和二次拉伸其拉伸長度的分配比例為1：1最佳。

5 26×92礦用C級(jí)圓環(huán)鏈工藝試驗(yàn)的結(jié)果

經(jīng)過大量的工藝試驗(yàn)及批量生產(chǎn)確定了26×92圓環(huán)鏈熱編冷焊的整個(gè)工藝流程及工藝參數(shù)，按照上述工藝要求生產(chǎn)的26×92-C級(jí)圓環(huán)鏈的主要尺寸及機(jī)械性能結(jié)果如下：

數(shù)據(jù)表明26×92-C級(jí)圓環(huán)鏈尺寸和機(jī)械性能負(fù)荷國家標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量穩(wěn)定，可以投入正常批量生產(chǎn)。

6 26×92礦用鏈破斷部位原因分析及工藝參數(shù)調(diào)整

圓環(huán)鏈在成品機(jī)械性能試驗(yàn)時(shí)一般發(fā)生兩種斷裂方式，一種是直臂脆斷，另一種是肩部塑斷，如圖3所示：

從圖上可以看出Ⅰ脆斷區(qū)分布在鏈環(huán)焊接區(qū)及熱影響區(qū)，Ⅱ塑斷區(qū)分布在鏈環(huán)的肩部。這就要求鏈環(huán)經(jīng)熱處理后要提高差溫處理的效果，即提高焊接區(qū)的韌性和鏈環(huán)肩部的硬度，才能避免圓環(huán)鏈在使用中發(fā)生斷裂。破斷部位在焊口或焊接熱影響區(qū)，若破斷部位斷面組織粗糙，說明焊接時(shí)焊口溫度過高，造成焊口過熱或過燒，需要降低焊接時(shí)的閃光用量；如斷口有明顯的斷裂源，則應(yīng)考慮鏈環(huán)在焊接或其他工序時(shí)的外傷造成。如機(jī)械性能試驗(yàn)不滿足要求，則應(yīng)參照4.5.5的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

總之，成品礦用鏈應(yīng)滿足和達(dá)到在正常工作狀態(tài)下鏈條變形要小、在設(shè)備過載超過破斷負(fù)荷后要有大的延伸率，以保證安全的要求。在實(shí)際工作中，應(yīng)結(jié)合具體情況，具體分析并加以解決。

參考文獻(xiàn)

[1]焊接手冊(cè)[Z].

[2]陳靜.新型大規(guī)格C級(jí)礦用圓環(huán)鏈用鋼的組織及性能研究[Z].endprint