论文部分内容阅读
实践表明：挖泥船绞刀刀齿在河流疏浚过程中主要的失效形式为磨粒磨损、绞刀刀齿断裂。绞刀齿失效严重降低了挖泥船的工作效率，使得材料出现大量损耗。绞刀齿主要是承受砂石磨损、泥沙冲击。本文系统分析了磨损的类型和影响因素，针对绞刀的磨损形式、工作条件及其磨损规律，提出了两种实验方案：（1）制造一种复合绞刀，使其满足表硬里韧，运用于工况恶劣的环境。（2）新制一种HLC型刀齿，满足土质层松软的工况条件。首先，通过改变绞刀本身的成分来提高绞刀齿的耐磨性、硬度以及韧性（也称HLC刀齿）。为了对该材料的性能进行分析，要为材料制定系统的热处理工艺。对于淬火温度，选择了820℃、840℃、860℃、880℃、900℃、920℃、940℃七个温度区间进行淬火，得到最佳的淬火温度区间。对于回火温度，选择了150℃、180℃、210℃、240℃、270℃五个回火温度区间进行回火，选择最佳的回火温度区间。在冲击功测试上，选择了240℃、300℃、350℃、400℃这四个回火温度进行冲击功测试。在对实验结果进行分析，得到最好的实验数据。新研制的HLC刀齿在淬火温度880℃~900℃这一温度区间内，材料的硬度最高。为了进一步确定淬火温度值，选择的淬火温度890℃进行一组实验，得到材料在淬火温度890℃时硬度值为51.2HRC，为硬度最大值，故选择的淬火温度为890℃。最佳的回火温度为240℃，此时材料的硬度值为50.8HRC，高于标样绞刀4.3HRC。在热处理工艺890℃（淬火）+240℃（回火）的热处理状态下，材料的硬度最好、耐磨性最好、冲击功最优。材料的金相组织表明：材料在240℃回火时，材料的组织性能最佳，为马氏体和少量残余奥氏体的组织，材料组织分布均匀，材料冲击断口主要为韧窝和解理台阶，冲击韧性较好。再者，制造一种高强韧性的刀齿基体材料，在其表层喷焊一层高性能耐磨层，喷焊粉末主要成分为Ni60A+25%WC和Ni60A+35%WC。喷焊实验过程中，在绞刀表层堆焊一层耐磨层，可以增加绞刀表面硬质相颗粒，提高材料表面耐磨性，材料韧性也好（也称复合绞刀）。能够较好用于工况条件恶劣的工作环境。两者对比，整体式刀齿的发展前景更好。