采煤機(jī)用高強(qiáng)度螺栓熱處理工藝

遼源煤礦機(jī)械制造有限責(zé)任公司 （吉林 136201） 丁 進(jìn)

采煤機(jī)的牽引部與截煤部主要是靠高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接固定，并采用專(zhuān)用液壓螺母預(yù)緊，使之更加牢固。但聯(lián)接部位受力較大，高強(qiáng)度螺栓常因塑性變形、斷裂等引發(fā)停產(chǎn)事故，這就對(duì)高強(qiáng)度螺栓的力學(xué)性能提出了更高的要求。

根據(jù)采煤機(jī)用高強(qiáng)度螺栓的特殊性要求，選用42CrMo與35CrMnSi鋼進(jìn)行工藝對(duì)比試驗(yàn)，比較兩種材料的熱處理工藝參數(shù)、工藝特性和熱處理后的力學(xué)性能，從而確定較佳的高強(qiáng)螺栓材料。

1.采煤機(jī)用高強(qiáng)度螺栓技術(shù)要求

采煤機(jī)用高強(qiáng)度螺栓M42×200mm。技術(shù)要求：淬火硬度32～36HRC，必須符合GB3098.1－2000《緊固件力學(xué)性能螺栓、螺釘、螺柱》力學(xué)性能10.9級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即：σbmin≥1000N/mm2，σ0.2min≥900N/ mm2，δ≥9%，aKmin≥20J·cm－2。

2.煤礦用高強(qiáng)螺栓工藝試驗(yàn)

選用42CrMo與35CrMnSi兩種高強(qiáng)度螺栓材料進(jìn)行工藝試驗(yàn)，材料化學(xué)成分見(jiàn)表1。試件淬火工藝見(jiàn)表2。

表1 材料化學(xué)成分 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

表2 淬火工藝參數(shù) （℃）

采煤機(jī)用高強(qiáng)度螺栓的力學(xué)性能試樣均采用淬火后的實(shí)際工件制成，制樣標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國(guó)標(biāo)GB/T228－1987《金屬拉伸試驗(yàn)方法》和GB/T229－1994《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。由表可見(jiàn)，35CrMnSi鋼的抗拉強(qiáng)度高出標(biāo)準(zhǔn)408～528N/mm2，斷面收縮率、沖擊韌度稍高于標(biāo)準(zhǔn)；42CrMo鋼抗拉強(qiáng)度高出標(biāo)準(zhǔn)160～309N/mm2，斷面收縮率、沖擊韌度稍高于標(biāo)準(zhǔn)；兩種鋼伸長(zhǎng)率低于標(biāo)準(zhǔn)較多。

表3 淬火后力學(xué)性能

采煤機(jī)用高強(qiáng)度螺栓淬火后硬度測(cè)試采用HR－150洛氏硬度計(jì)，按軸向取三點(diǎn)，即兩端和中間位置測(cè)硬度均在34～36HRC；金相組織：上貝氏體+托氏體。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，35CrMnSi鋼的性能參數(shù)較優(yōu)，且35CrMnSi鋼的淬透性?xún)?yōu)于42CrMo等鋼。對(duì)于截面積較大的螺栓，采用35CrMnSi材料熱處理后硬度均勻，并可確保力學(xué)性能參數(shù)。