NSBN系列鏈
斗式提升機(jī)適用于從粉狀到大塊狀物料的垂直提升，是水泥行業(yè)廣泛采用的高效連續(xù)裝卸機(jī)械。其鏈條選用大節(jié)距直板套筒鏈，工作在開(kāi)式的無(wú)潤(rùn)滑條件下及存在較多礦、粉塵的環(huán)境中，鏈板工作時(shí)受力以循環(huán)載荷為主，并承受一定的沖擊和振動(dòng)，同時(shí)受到一定程度的磨料磨損。NSBN系列鏈斗式提升機(jī)鏈條的鏈板材料原采用40Cr鋼，熱處理工藝為860℃油淬+560℃回火：處理后的硬度為28—32 HRC，抗拉強(qiáng)度為960 MPa。這種選材和熱處理雖能達(dá)到鏈條抗破斷強(qiáng)度的要求，但熱處理工藝顯得過(guò)于保守，即同火溫度太高。材料沖擊韌度較高，犧牲了強(qiáng)度，沒(méi)能充分發(fā)揮材料性能潛力，造成“大材小用”。此外，供應(yīng)態(tài)40Cr鋼板材較少，采購(gòu)和加工成本較高，使生產(chǎn)企業(yè)在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。所以用一種新材料代替40Cr鋼作為鏈板材料，并對(duì)熱處理工藝進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)．在保證或提高鏈板力學(xué)性能的同時(shí)降低生產(chǎn)制造成本，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
1、鏈板選材及熱處理工藝的制定
根據(jù)鏈板的服役條件和失效形式，綜合考慮鋼材的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)選用具有較高含Mn量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45Mn作為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)鋼先經(jīng)850℃淬火，然后再在不同溫度(350、380、400、420和560℃)下進(jìn)行回火。對(duì)經(jīng)不同工藝熱處理的試樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，并和經(jīng)相同工藝熱處理的40Cr鋼進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證它們熱處理后的力學(xué)性能是否能夠滿足NSBN系列鏈斗式提升機(jī)鏈條鏈板的性能要求。
2、熱處理后力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
45Mn和40Cr鋼經(jīng)不同工藝熱處理后的力學(xué)性能見(jiàn)圖1。可看出，在相同的熱處理工藝條件下，雖然45Mn的硬度、抗拉強(qiáng)度和沖擊功低于40Cr鋼，但通過(guò)調(diào)整鋼的熱處理T藝，使45Mn鋼的力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到原制造材料40Cr鋼的水平，用45Mn鋼代替40Cr鋼制作NSBN系列鏈斗式提升機(jī)鏈條的鏈板就是可行的。
由圖l(b)可見(jiàn)，45Mn經(jīng)850℃淬火、400℃回火后的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1210 MPa．大大高于鏈板原制造材料40Cr經(jīng)850℃淬火、560℃回火后的抗拉強(qiáng)度960 MPa。同時(shí)45Mn鋼經(jīng)850℃淬火、400℃回火后的沖擊功達(dá)到55J．硬度為38～40 HRC．即使材料獲得了良好的強(qiáng)韌性配合，又保證了耐磨性要求，可以充分保證和滿足鏈板的服役要求。
3、問(wèn)題討論
在本次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有些45Mn沖擊試樣發(fā)生了明顯脆斷，對(duì)產(chǎn)生裂紋的45Mn鋼沖擊試樣進(jìn)行870℃xlh完全退火處理，然后檢查金相組織．結(jié)果發(fā)現(xiàn)45Mn鋼沖擊試樣的裂紋是沿帶狀組織中鐵素體帶萌生并擴(kuò)展，裂紋與帶狀組織平行。
帶狀組織是經(jīng)常出現(xiàn)在鋼材中的缺陷性組織，在45Mn鋼帶狀組織中，鐵索體帶的性能低于相鄰的珠光體帶，在淬火應(yīng)力的作用下，性能低的鐵素體帶易暴露出來(lái)，而且鐵素體帶和珠光體帶易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成鋼的總體力學(xué)性能下降，同時(shí)有明顯的各向異性，在淬火過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。因此，生產(chǎn)企業(yè)在鋼材選購(gòu)和入庫(kù)檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢查，帶狀組織小于3級(jí)的鋼材方可使用。
4、結(jié)語(yǔ)
(1)選擇45Mn鋼作為NSBN系列鏈斗式提升機(jī)鏈條中鏈板的制造材料，熱處理工藝為850℃淬火、400℃回火，其硬度為38～40 HRC。用45Mn鋼代替40Cr鋼不僅技術(shù)上可行，而且經(jīng)濟(jì)上劃算，每噸可節(jié)約成本近2000元。
(2) 45Mn鋼中的帶狀組織易使鋼產(chǎn)生淬火裂紋，在鋼材選購(gòu)和入庫(kù)檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)。在本項(xiàng)試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，由葫蘆島鼎立達(dá)機(jī)械工業(yè)有限公司生產(chǎn)的NSBN系列鏈斗式提升機(jī)鏈條在實(shí)用中效果良好，本試驗(yàn)成果正在逐步得到應(yīng)用和推廣。
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