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本文从截齿的服役条件和其生产工艺流程出发,结合国内外截齿产品的实物质量现状,提出了截齿齿体的使用性能和工艺性能要求,以此为目标,设计并制备了三种以Cr、Si、Mn、Mo合金化的中碳截齿齿体试验钢,按照截齿齿体与硬质合金钎焊、热处理一体化工艺流程以及齿体不同部位性能要求的差异,进行了齿体预处理、钎焊工艺试验,对硬度、冲击韧性和钎焊工艺性能及相应的微观组织进行了分析,研究了齿体热处理后的耐磨性能。结果表明,2#试验钢经预处理以及齿体头部钎焊、热处理一体化工艺,可使齿体头部获得高硬度(HRC54以上),齿体柄部获得较高冲击功(30J),满足截齿产品的性能要求。 为使齿体柄部得到良好的韧性和满足机加工要求,研究了缓冷处理和调质处理两种工艺,其中2#试验钢缓冷工艺为,900℃×1.5小时,转入635℃炉中并保温1小时,然后空冷;调质处理工艺为,900℃×1.5小时,空冷,650℃回火2小时。 三种试验钢在500℃以下回火时硬度变化很小,具有高的回火稳定性,对以此材料制成的截齿的耐磨性和寿命的提高具有重要作用。 试验钢截齿钎焊后空冷,获得了细小针状的贝氏体和少量马氏体组织。齿体头部具有较高的硬度,以保证其耐磨性。 在焊接性能和耐磨性方面,2#试验钢具有良好的焊缝剪切强度和耐磨性,焊后空冷的硬度和焊缝充满度均满足国家煤矿用截齿的标准。用于截齿制造,可以优化截齿产品制造工艺流程,从而达到节能和降低生产成本的目的。截齿试验试样磨损的主要失效形式为磨粒磨损,磨损的方式是切削与犁沟。磨损的过程中,三种试验钢的单次磨损量先降低,后趋于稳定。