江西金工鑄造鋼背和您一起分析挖掘機(jī)斗齒失效原因
一:受力分析
斗齒工作面上與被挖掘物相接觸,在一個(gè)完整的挖掘過(guò)程中不同的工作階段它的受力情況不同。齒尖部位先接觸了物料表面時(shí),由于速度較快,斗齒尖的部分受到了較為強(qiáng)烈的沖擊。若斗齒的屈服強(qiáng)度變低,將會(huì)在尖部產(chǎn)生了塑性變形。隨著挖掘的深度不斷加大,斗齒受力地情況會(huì)有所改變。當(dāng)斗齒切割物料的時(shí)候,斗齒與物料發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),在表面產(chǎn)生很大的正擠壓力,從而在斗齒工作面和物料之間產(chǎn)生較大的摩擦力。如果物料為較硬的巖石塊、混凝土等,摩擦力將是很大的。這個(gè)過(guò)程反復(fù)作用的結(jié)果在斗齒工作面產(chǎn)生不同程度的表面磨損,進(jìn)而產(chǎn)生深度較大的犁溝。斗齒成分好不好影響到斗齒的使用壽命的長(zhǎng)短,選斗齒當(dāng)然更加慎重糊涂蟲(chóng)賣(mài)斗齒他的斗齒我也用過(guò),效果就不錯(cuò)!前工作面的正壓力明顯大于后工作面,前工作面磨損嚴(yán)重,可以判斷出正壓力和摩擦力是斗齒失效的主要外部力學(xué)因素,在失效產(chǎn)生的過(guò)程中起主要作用。
二:工藝分析
分別從前、后工作面各取兩個(gè)試樣,磨平進(jìn)行硬度測(cè)試。發(fā)現(xiàn)同一塊試樣上硬度差別很大,初步判斷是材質(zhì)不均勻。將試樣進(jìn)行磨制、拋光、腐蝕,發(fā)現(xiàn)每件試樣上都存在明顯界線,只是界線部位不同。從宏觀看,周?chē)蕼\灰色,中間部分顏色較暗,說(shuō)明該件很可能是鑲鑄件,從表面上看,被包圍起來(lái)的部分也應(yīng)該是鑲塊。在HRS-150數(shù)顯洛氏硬度計(jì)和MHV-2000數(shù)顯顯微硬度計(jì)上對(duì)界線兩側(cè)分別進(jìn)行硬度測(cè)試,發(fā)現(xiàn)差別明顯(見(jiàn)表1)。通過(guò)以上分析證實(shí)該斗齒是鑲塊結(jié)構(gòu)。其中封閉部分是鑲塊,周?chē)糠质腔w。二者的成分接近,以Cr、Mn、Si等元素進(jìn)行合金化,其主要合金成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為0.38C、0.91Cr、0.83Mn、0.92Si。金屬材料的力學(xué)性能取決于材料的成分及熱處理工藝。成分相近而硬度存在差異,說(shuō)明斗齒在鑄造后沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理即投入使用。后面的組織觀察也證明了這一點(diǎn)。
三:組織分析
金相觀察表明,基體主要是黑色細(xì)片狀組織,鑲塊組織由白色塊狀和黑色細(xì)片兩部分組成,且遠(yuǎn)離截面區(qū)域白色塊狀組織較多,進(jìn)一步的顯微硬度試驗(yàn)證明,白色塊狀組織為鐵素體,黑色細(xì)片狀組織為屈氏體或屈氏體和珠光體的混合組織。鑲塊中大塊鐵素體的形成與焊接熱影響區(qū)中部分相變區(qū)的形成類(lèi)似。受鑄造過(guò)程中金屬液熱作用,該區(qū)域處于奧氏體和鐵素體兩相區(qū),在該區(qū)域鐵素體充分長(zhǎng)大,其組織形態(tài)保持到室溫。由于斗齒壁比較薄,且鑲塊體積較大,鑲塊中心部分溫度低,沒(méi)有形成大塊鐵素體。
四:性能分析
通過(guò)在MLD-10磨損試驗(yàn)機(jī)上的磨損試驗(yàn)表明,基體和鑲塊在小沖擊磨粒磨損試驗(yàn)條件下的耐磨性均比淬火45鋼好。同時(shí)基體和鑲塊的耐磨性存在差異,基體比鑲塊耐磨(見(jiàn)表2)。基體和鑲塊兩側(cè)的成分接近,可見(jiàn)斗齒中鑲塊主要是起到冷鐵的作用。在鑄造過(guò)程中細(xì)化基體晶粒,提高其強(qiáng)度和耐磨性。由于鑲塊受鑄造熱的影響產(chǎn)生類(lèi)似焊接熱影響區(qū)的組織,沒(méi)有起到增強(qiáng)耐磨性的作用。若在鑄造后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚硪愿纳苹w及鑲塊的組織,將明顯提高斗齒的耐磨性和使用壽命。