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近幾年為了提高齒軌輪（見圖1）和驅(qū)動輪的耐磨性，其滲層深度已由四五年前的2.5～3mm增至3～4mm，經(jīng)過近幾年的應(yīng)用其效果是明顯的，齒軌輪的耐磨性有了很大的提高。但對一些大機組特別是一些地質(zhì)條件較差的礦井仍然存在齒軌輪耐磨性差的問題。為了進一步提高我公司齒軌輪的耐磨性能，提升采煤機的技術(shù)水平，使采煤機齒軌輪不耐磨問題，從而有效地提高我公司的訂貨量及經(jīng)濟效益，我們結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，通過反復(fù)試驗及工藝改進，最終確定齒軌輪滲碳深度達到6mm以上的熱處理工藝方法。

圖1 齒軌輪

1.選擇試驗樣本

根據(jù)產(chǎn)品C0N040802-01齒軌輪，齒寬68mm，材料為18Cr2Ni4WA，要求齒面滲碳，有效硬化層深度6～7mm，根據(jù)此產(chǎn)品的尺寸及精度確定用Φ68mm的棒料進行滲碳試驗，材料為18Cr2Ni4WA，具體圖樣如圖2所示。

圖 2

2.確定工藝路線

為了達到和產(chǎn)品相同的效果，滲碳前采用與高端齒軌輪相同的工藝路線，路線如下：鍛造成Φ80mm左右的棒料→930℃正火+670℃高溫回火→加工成圖2的尺寸及精度→滲碳試驗+3次高溫回火→取20mm厚、¼圓的金相試樣→檢測滲碳層深度和碳化物級別。

3.擬定試驗方案

現(xiàn)有熱處理設(shè)備都比較老舊，加熱時間過長對設(shè)備損壞比較嚴(yán)重，所以我們根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備情況及生產(chǎn)條件，制定出兩種試驗方案：第一種是三次短時間滲碳；第二種是一次長時間滲碳。

（1）第一種方案

試棒隨滲碳層深度3～4mm的產(chǎn)品同爐進行三次滲碳處理。為了檢驗每次的滲碳層深度，在第一次滲碳時放3根試棒，滲碳完成時取出1根試棒并進行標(biāo)記，其余2根再進行第二次滲碳，第二次滲碳完成后再取出1根并進行標(biāo)記，剩下1根進行第三次滲碳并進行標(biāo)記。3次滲碳完成后的試樣進行3次高溫回火處理，然后加工出金相試樣并進行金相檢測。這種方案我們進行了兩組試驗。三次滲碳工藝參數(shù)相同，如表1所示。

表 1

（2）第二種方案

一次長時間滲碳。用一根試棒隨產(chǎn)品12100090140齒軌輪一起裝爐進行滲碳，滲碳完成后進行3次回火。由于時間原因這種方案我們只進行了一次試驗。工藝參數(shù)如表2所示。

表  2

4.試驗結(jié)果

試驗中我們將Φ68mm試驗用試棒與生產(chǎn)中Φ20mm隨爐試樣同時裝爐，并對滲碳檢驗結(jié)果進行對比。

（1）第一種方案試驗結(jié)果

第一種方案第一組滲碳完成后取樣檢驗結(jié)果如表3所示。

表 3

第一種方案第二組滲碳試驗完成后取樣檢驗結(jié)果如表4所示。

表 4

（2）第二種方案試驗結(jié)果

第二種方案滲碳完成后取樣檢驗結(jié)果如表5所示。  

表  5

5.結(jié)語

本次深層滲碳試驗采用兩種方案，一種為一次長時間滲碳；一種為2～3次3～4mm短時間滲碳。對試驗結(jié)果進行分析可得出以下結(jié)論：在現(xiàn)有設(shè)備條件下，使用三次3～4mm滲碳可以實現(xiàn)深滲層滲碳，經(jīng)兩次3～4mm滲碳基本上可以達到6mm滲層，三次可達到7～8mm滲層，而且碳化物可控制在4級以下。