鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設計論文.doc

無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)論文1鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設計目錄前言.2鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索.31、釬尾的工作環(huán)境和失效形式分析.41.1釬尾斷裂.41.2尾部端面破損.41.3螺紋磨損.41.4釬耳破斷.42、釬尾的服役條件.43、釬尾的材料及合金元素的作用.54、En40B常用釬尾的熱處理工藝分析.64.1去應力退火.64.2滲碳+直接淬火.74.2.1滲碳.74.2.2直接淬火.124.2.3滲碳空淬后常見的缺陷及對策.134.3低溫回火.164.4時效處理.165、En40B常用釬尾的新的熱處理工藝.175.1滲碳.175.2等溫淬火.17結論.19參考文獻.21無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)論文2鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索摘要：本文通過對釬具釬尾的工作環(huán)境、失效形式及釬尾用鋼中所含的元素的種類和含量的分析；對鑿巖釬具中材料為En40B的釬尾的熱處理工藝進行分析探索；研究了釬尾在實際使用中的性能要求、實際生產中設備的先進性、金相組織、硬度實驗；提出了針對En40B釬尾的熱處理工藝中所涉及的問題；采用了對釬尾在工藝過程中各工序的溫度高低、保溫時間長短和可控氣氛多用爐中碳濃度的高低的比較及所產生缺陷的分析，從而進一步提出了關于鑿巖釬具釬尾的新的熱處理工藝：滲碳高溫回火等溫淬火低溫回火；解決了En40B釬尾的熱處理工藝參數選定原因和公司工藝中常存在的缺陷問題；達到了對En40B釬尾熱處理工藝的理解,以及利用新工藝提高釬尾的使用性能的目的。關鍵詞：材料、釬尾、熱處理前言：無論是各種礦產資源的開采、鐵路、公路、水利、水電等能源交通的建設，還是地質、建筑等部門，都離不開鉆爆作業(yè)，離不開使用鑿巖釬具。釬具見圖1無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)論文3圖1釬具釬具（rockdrilltools）是鑿巖爆破中必不可少的工具。它是用釬鋼和其他材料（如硬質合金）制造而成的鉆鑿巖石用的工具。它主要包含四大類部件，即釬桿或稱釬子桿（rad），釬頭或鉆頭（bit），連接套筒或稱套筒（coupling）與釬尾（sharkadaptor）。由于公司對釬具的熱處理設備是國產的可控氣氛箱式多用爐，多用爐只有前室和后室，前室屬于預熱區(qū)，后室主要進行加熱和滲碳。爐內的氣氛的調節(jié)仍需要人工控制，多用爐的一些性能（如爐內實際的氣氛、溫度的均勻性）還有些不穩(wěn)定。雖然公司主要生產釬具，但是只有釬尾和連接套筒是利用公司的熱處理的設備進行處理的。連接套筒在實際工作中的損害很小，一般需要的量很少，公司主要是對釬尾的熱處理。釬尾是整個鑿巖設備的主要消耗工具之一，它的種類很多，材料在公司也有三種，考慮到對工藝探索的具體性，故我選擇對公司里材料為En40B的常用釬尾的熱處理工藝進行分析。經過分析了公司的工藝參數的取得原因和存在的一些缺陷，自己又設定一個新工藝，彌補了原來工藝的一些不足之處，使釬尾的使用性能更好地被利用，使用壽命有所延長。鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索:作為現(xiàn)代化配套的釬具，釬尾是隨著鑿巖工藝和鑿巖條件的發(fā)展而生產的。在鑿巖工藝方面，當從淺孔鉆鑿發(fā)展到中、深孔鉆鑿時，由于工作截面的限制，若要獲取較深的巖孔，就必須在釬桿同一軸線上，采用連接筒連續(xù)地連接多支釬桿進行鉆鑿。這種鑿巖工藝所使用的尾釬桿，就是作為釬尾發(fā)展的雛形。在鑿巖條件方面，隨著高頻率、大功率全液壓鑿巖設備迅速發(fā)展，配套的釬具中的釬桿為傳遞鑿巖機所給予的高頻率、大能量的沖擊功，導致鑿巖機與釬桿配合部位的集幾何結構更為復雜，連接配合技術要求也越來越嚴格。很顯然，鑿巖工藝及條件的改變，提高了對尾釬桿的配合和制造技術的要求。這樣，全機械加工、高精度成型的各種各樣結構的釬尾就相應產生了。最終，發(fā)展為現(xiàn)代鑿巖配套釬具中不可缺少的重要配套件。1、釬尾的工作環(huán)境和失效形式分析釬尾是鑿巖機的易損件之一。釬尾是螺紋連接鑿巖釬具的重要組成部分，在工作時直接承受鑿巖機高頻沖擊和強力扭轉，將鑿巖機活塞運動的沖擊功從釬尾尾端傳遞到釬桿和釬頭，進行鑿巖作業(yè)，同時在鑿巖機轉動套的帶動下傳遞扭矩，使整個釬具的系統(tǒng)轉動。釬尾內孔還受到快速流水的沖刷和礦水的腐蝕。工作環(huán)境的惡劣和承受載荷的復雜性，對釬尾的使用性能提出了更高要求。釬尾是將活塞的沖擊能量傳遞給釬桿、釬頭，達到破碎巖石作用，在使用時釬尾破壞無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)論文4形式主要是釬尾斷裂、尾部端面破損、螺紋磨損、釬耳破斷等幾種失效形式。1.1釬尾斷裂螺紋釬具鑿巖作業(yè)是釬尾不可避免的承受沖擊、扭轉、彎曲等方面作用，容易引起斷裂。斷裂是釬尾在工作過程中經常發(fā)生的疲勞破壞，發(fā)生在釬尾注水口處。另外，釬尾在煤礦井下腐蝕介質中，也很容易在注水口處產生腐蝕坑，在沖擊載荷作用下，腐蝕坑中產生應力集中并發(fā)展成疲勞裂紋，在腐蝕與疲勞應力共同作用下，裂紋擴展直到斷裂。1.2尾部端面損壞釬尾尾部端面直接承受鑿巖機活塞的沖擊接觸，端面剝落是常見的損壞方式。大多數釬尾使用后在尾部端面出現(xiàn)較小的淺層剝落，肉眼看上去是比較淺的“小坑”，這種剝落對使用影響不大；比較嚴重的大塊深層剝落與活塞的接觸狀況惡化，甚至造成活塞損壞，給用戶造成經濟損失。這種大塊的深層剝落是由于表面產生了與端面相垂直的裂紋造成的。主要由于釬尾在熱處理過程中產生局部過熱或過燒、淬火裂紋或內應力過大引起的。1.3螺紋磨損釬尾在鉆鑿過程中，其外螺紋與連接套筒的內螺紋進行連接配合，在使用承受著沖擊、扭轉、彎曲等幾方面作用，螺紋由于硬度不夠易于磨損。1.4釬耳破斷釬尾的釬耳與鑿巖機內套的花鍵配合，主要承受扭轉應力的作用。在鑿巖過程中，軸向拉壓應力、扭轉應力通過釬耳促使釬具產生旋轉，將沖擊功傳遞給釬頭，達到破碎巖石的作用。因此，釬尾的釬耳能承受的交變應力是很大的，在此處經常產生斷齒現(xiàn)象。釬耳破斷以后，鑿巖機的扭轉應力無法傳遞給釬具而告失效。2、釬尾的服役條件根據釬尾的工作環(huán)境和失效形式的分析，釬尾應具有足夠的強度和韌性，高的表面強度和耐磨性以及高的疲勞抗力和一定的耐腐蝕性能，心部具有良好的韌性；能夠承