鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計(jì)論文.doc

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文1鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計(jì)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(yīng)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(shí)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(jié)論.19參考文獻(xiàn).21無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)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(jìn)行分析探索；研究了釬尾在實(shí)際使用中的性能要求、實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)備的先進(jìn)性、金相組織、硬度實(shí)驗(yàn)；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(shí)間長短和可控氣氛多用爐中碳濃度的高低的比較及所產(chǎn)生缺陷的分析，從而進(jìn)一步提出了關(guān)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(shù)選定原因和公司工藝中常存在的缺陷問題；達(dá)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(guān)鍵詞：材料、釬尾、熱處理前言：無論是各種礦產(chǎn)資源的開采、鐵路、公路、水利、水電等能源交通的建設(shè)，還是地質(zhì)、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(shù)學(xué)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(zhì)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(shè)備是國產(chǎn)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(yù)熱區(qū)，后室主要進(jìn)行加熱和滲碳。爐內(nèi)的氣氛的調(diào)節(jié)仍需要人工控制，多用爐的一些性能（如爐內(nèi)實(shí)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(chǎn)釬具，但是只有釬尾和連接套筒是利用公司的熱處理的設(shè)備進(jìn)行處理的。連接套筒在實(shí)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(gè)鑿巖設(shè)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(jìn)行分析。經(jīng)過分析了公司的工藝參數(shù)的取得原因和存在的一些缺陷，自己又設(shè)定一個(gè)新工藝，彌補(bǔ)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(chǎn)的。在鑿巖工藝方面，當(dāng)從淺孔鉆鑿發(fā)展到中、深孔鉆鑿時(shí)，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(jìn)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(shè)備迅速發(fā)展，配套的釬具中的釬桿為傳遞鑿巖機(jī)所給予的高頻率、大能量的沖擊功，導(dǎo)致鑿巖機(jī)與釬桿配合部位的集幾何結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，連接配合技術(shù)要求也越來越嚴(yán)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(shù)的要求。這樣，全機(jī)械加工、高精度成型的各種各樣結(jié)構(gòu)的釬尾就相應(yīng)產(chǎn)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(jī)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(shí)直接承受鑿巖機(jī)高頻沖擊和強(qiáng)力扭轉(zhuǎn)，將鑿巖機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)的沖擊功從釬尾尾端傳遞到釬桿和釬頭，進(jìn)行鑿巖作業(yè)，同時(shí)在鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)套的帶動(dòng)下傳遞扭矩，使整個(gè)釬具的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)。釬尾內(nèi)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(fù)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(dá)到破碎巖石作用，在使用時(shí)釬尾破壞無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)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(zhuǎn)、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(jīng)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(zhì)中，也很容易在注水口處產(chǎn)生腐蝕坑，在沖擊載荷作用下，腐蝕坑中產(chǎn)生應(yīng)力集中并發(fā)展成疲勞裂紋，在腐蝕與疲勞應(yīng)力共同作用下，裂紋擴(kuò)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(jī)活塞的沖擊接觸，端面剝落是常見的損壞方式。大多數(shù)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(yán)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(jīng)濟(jì)損失。這種大塊的深層剝落是由于表面產(chǎn)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(chǎn)生局部過熱或過燒、淬火裂紋或內(nèi)應(yīng)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(nèi)螺紋進(jìn)行連接配合，在使用承受著沖擊、扭轉(zhuǎn)、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(jī)內(nèi)套的花鍵配合，主要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用。在鑿巖過程中，軸向拉壓應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力通過釬耳促使釬具產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，將沖擊功傳遞給釬頭，達(dá)到破碎巖石的作用。因此，釬尾的釬耳能承受的交變應(yīng)力是很大的，在此處經(jīng)常產(chǎn)生斷齒現(xiàn)象。釬耳破斷以后，鑿巖機(jī)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力無法傳遞給釬具而告失效。2、釬尾的服役條件根據(jù)釬尾的工作環(huán)境和失效形式的分析，釬尾應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，高的表面強(qiáng)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