裝載機大理石叉耐磨性工藝提升

徐濤

由于裝載機的使用范圍越來越廣泛，其在石場的應用越來越普遍，隨之裝載機產品差異化和多樣化輔具的需求也越來越嚴格。

我公司產品輔具大理石叉叉齒材料采用42CrMo調質處理，表面淬火硬度40～45HRC，實際使用過程中，工作40余天，約400h后，大理石叉叉尖磨損嚴重（見圖1），叉齒齒面凹坑較多。

1.原因分析

（1）叉齒在作業過程中由于駕駛員視野原因不能切實觀察到叉齒的實際位置，導致在作業過程中，叉齒與大理石碰撞次數過多。

（2）叉齒采用調質處理，心部硬度達到250～280HBW，雖然其力學性能較好，但不能有效吸收撞擊時帶來的沖擊能量。

（3）表面采用高頻感應淬火，淬火層只能達到2～3mm，比較薄，在實際工況下，淬硬層特別是叉齒尖部很快磨損。

圖1

（4）由于沖擊時沖擊力較大，叉齒變形較為嚴重，齒面淬硬層彈性模量較小，心部彈性模量較大，淬硬層部分剝離，形成點蝕凹坑。

2.解決方案

工件使用情況惡劣，碰撞力較大，貨物為大理石，硬度60～70HBA，需叉齒能夠耐磨，抗沖擊性能好，材料韌性較好，綜合力學性能要求較高。原工藝流程：鍛打→調質→高頻感應淬火。從工藝方面深入分析，更改加工工藝流程：鍛打→調質→工頻感應淬火→中溫回火→中頻感應淬火→加工緩沖槽→緩沖槽發藍處理。因多次淬火易產生脫碳，應注意掌握好熱處理溫度。

工藝改進前工件金屬層如圖2所示，基本分為淬硬層和基層兩層，且淬硬層較薄，在實際使用情況下，基層有較好的綜合力學性能，但彈性比功較小，在多次撞擊下，表面淬硬層需要收相當一部分能量，從而導致表面容易磨損脫落等缺陷。

改進工藝后的工件金屬層如圖3所示，基本上分為3層：基層、彈性層（回火托氏體）和淬硬層。經過調質后工件整體力學性能增強，工頻感應淬火配合中溫回火能使表面15mm內獲得回火托氏體，以增強彈性比功，有效地吸收撞擊能量；中頻感應淬火能使表面8～10mm內硬度達到45～63HRC，以抵抗摩擦磨損。

圖2

圖3

因表層9～15mm層彈性比功和彈性極限較大，表層硬度較高易造成開裂，故開緩沖槽，防止因形變導致的表層剝落（見圖4）。

3.結語

使用新工藝加工過的工件，更加耐沖擊，增加的防脫落工藝槽有效地防止了表面淬硬層的點蝕問題。使用過程中性能良好，壽命提升3～4倍。

圖4