液压凿岩机冲击器活塞用35CrMoV钢热处理工艺改进.pdf

第 3 4卷第 3 期 2 0 1 3年 9月 哈 尔 滨 轴 承 J OU RN AL O F HAR B I N B E AR I NG Vo 1 ． 3 4 No ． 3 S e p ． 201 3 液压 凿岩 机冲击器活塞用3 5 C r M o V钢 热 处 理 工 艺 改 进 林 再 治 哈尔滨轴承集团公司 热处理分厂，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 3 6 摘要 通过对液压凿岩机冲击器活塞用3 5 C r M o V 钢热处理工艺的改进 ，使活塞的表面具有很高的硬度，并 形成连续表面硬化层，同时活塞整体具有很高的强韧性和抗冲击疲劳性，受冲击工作端具有高硬度与高强韧 性 ，使冲击 活塞在高 频率 强烈冲 击过程 中不 出现 塌陷和崩 裂。 关键词3 5 C r M o V 钢；液压凿岩机；冲击器；活塞；渗碳；淬火 中图分类号T G I 6 2 ． 7 文献标识码B 文章编码1 6 7 2 4 8 5 2 2 0 1 3 0 3 0 0 4 5 0 2 3 5 Cr M o V s t e e l he a t t r e a t me n t i m pr o ve m e nt f or h ydr a u l i c r o c k dr i l l i m pi ng e r pl ung e r H e a t T r e a t me n t S u b f a c t o r y , Ha r b i n B e a r i n g G r o u p C o r p o r a t i o n ， Ha r b i n 1 5 0 0 3 6 ， C h i n a Ab s t r a c t Th r o u g h t h e i mp r o v e m e n t o f 3 5 Cr M o V s t e e l h e a t t r e a t me n t p r o c e s s f o r h y d r a u l i c r o c k d r i l l i mp i n g e r p l u n g e r , h i g h h a r d n e s s o f t h e p l u n g e r s u r f a c e a n d a c o n t i n u o u s h a r d e n e d c a s e i s p r o d u c e d ． M e a mwh i l e ， t h e wh o l e p l u n g e r h a s o b d u r a b i l i t y a n d i mp a c t f a t i g u e r e s i s t a n c e ． T h e i mp a c t e d wo r k i n g e n d h a s h i g h h a r d n e s s a n d o b d u r a b i l i t y , S O t h a t t h e p l u n g e r wi l l n o t c o l l a p s e a n d c r a c k d u r i n g h i g h f r e q u e n c y s t r o n g l y i mp a c t ． Ke y wor ds 3 5Cr M o V s t e e l ；h3 d r a ul i c r o c k dr i l l ； i mpi ng e r ； p l ung e r ； c a r b ur i za t i on； q ue n c hi ng 1 前言 液压凿岩机在岩石工程中发挥着十分重要的 作用 ，而液压凿岩机的冲击器活塞是凿岩机上冲 击做功的关键零件，也是最主要的易损件，由它 传递冲击器工作时的冲击和扭转能量 。活塞在工 作过程 中，其端头反复冲击钎杆或钎头 ，因接触 疲劳剥落和心部强度不足使冲击端面不断凹陷， 当端面 凹陷到一定程度 ，活塞因效率显著降低而 报废。活塞外表面与缸体 见图 1 配合 ，在工 作过程 中，配合面相互摩擦 ，当磨损到冲击效率 显著下降时 ，活塞失效而报废 ，所 以活塞的主要 失效形式是受 冲击 断面凹陷、花键磨损 、受冲击 端花键崩裂折断而报废。因此 ，冲击器活塞的性 能好坏直接关系到凿岩机的使用 。 技术要求及热处理工艺 收稿 日期 2 0 1 3 0 2 1 4 ． 作者简 介 林 再治 1 9 6 8 一，男 ，技 师 滑动轴承 活塞 缸体 图 1 活塞外表 面与缸体酉 合不意图 根据冲击器活塞的使用性能制定技术要求及 热处理工艺。 2 ． 1 技术要求 1 渗碳层深度／ m m1． 6 1 ． 9 。 f 2 1 表面硬度 6 0～6 5 H R C。 3 表层显微 组织 马 氏体 3 级 粒 状碳 化 物 。 f 4 心部硬度 5 0 HR C 。 2 ． 2 热处理工艺 初定热处理工艺见表 1，采用气体渗碳法。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 哈 尔 滨 轴 承 第 3 4 卷 采用表 1热处理T艺 ，对热处理后的活塞进 行检验 ，检验结果是 活塞的心部硬度低 、碳化 物呈网状分布及渗层不均匀等，对此提出了改进 办法 ，见表 2。 表 1初定热处理工艺 表 2 热处理缺陷及改进办法 改进后的热处理工艺如图 2所示 。 温度／ 甲醇滴量 ／ 滴／ mi n 煤醇消量 ， 滴／ m i n 在8 5 0 ℃预热2 小时预渗碳 ，预渗碳 的目的是 为 了先形成细小 的碳化物质点 ，以便随后升温渗 碳时使零件表层碳化物呈颗粒状分布 ，再升温至 9 0 0 oC 进行扩散渗碳。渗碳层深度达到要求后， 炉 冷至8 6 0 o C 淬火 。在6 0 0 ～ 6 5 0 下 高温 回火 1 ． 5 h ，重新加热至8 5 0 C进行淬火处理。淬火的 关键是保证活塞 内外表面形成均匀一致的硬化薄 层 ，从而使其所有表面 包括内孔 呈现残留压 应力。为此要使用 专门的喷具淬冷 ，使活塞各个 部位冷却均匀一致 ，并且要求淬火介质有足够 力，流量充足 ，尽量避免空气混入其 中，否则将 会形成淬火软点 ，影响活塞质量。活塞内孔表面 如果淬火层不合格 ，则表面残留压应力较小甚至 成为残 留拉应力，活塞T作过程 中疲劳裂纹源将 m现在 内孑 L 表面，使其使用寿命大大降低 。最后 在 1 8 0 ～ 2 0 0 C 下进行低温回火处理。 3 结束语 采用改进后 的热处理T艺后 ，对活塞进行检 验 ，渗碳层深度 、表面硬度 、表层显微组织及心 部硬度均满足产 品的技术要求 ，使活塞的工作表 面具有高的硬度及耐磨性 ，活塞整体具有很高 的 强韧性和抗 冲击疲劳性 ，心部具有高的承受冲击 载荷的性能，T作端具有高硬度与高强韧性，达 到了活塞的使用性能。 预热 一渗碳 一 顶冷 一 高温州火 淬火 编辑 林小江 低温回火 图 2 改进后 的热处理 工艺 时I ／ h 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m