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【分类号】：TD421.6
为了适应现代化生产的需要，我局引进了一系列采煤机进行机械化矿井改造。经过一段时间的使用，矿里普遍反应滚筒螺栓经常发生螺牙损坏或断掉的现象，严重影响煤矿正常生产。急需我厂帮助解决这个问题。
我们通过对采煤机图纸的研究，发现采煤机的滚筒与输出轴的轴向联接为键联接，端面定位主要靠四颗M27x65螺栓固定。然而滚筒的工作常态是旋转运动的，所以固定螺栓经常会因塑性变形、断裂等原因，使工作面停产，对煤矿的正常生产造成极大的影响，这就要求固定螺栓必须有良好的力学性能。
我们首先对该螺栓的材料进行化验，确定该材料为27SiMn，材料成分如下表：
材料化学成分（质量分数%）
27SiMn的热处理工艺为：890°C保温40分钟，空冷，再470°C回火1小时。处理结果：HB300～350。可以达到的力学性能如下表
针对以上
数据，我们计划另选材料，通过对各种材料成分及力学性能的对比，决定选用42CrMo。其化学成分如下表：
42CrMo为中碳合金钢，预备热处理是正火，可以获得一定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。调质的目的是使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。我们要求热处理后具有高硬度，高耐磨性，高的疲劳强度. 螺栓滚筒在转动时主要承受剪切应力，交变弯曲应力。在工作过程中，由于不同的应力作用，导致疲劳磨损，彎曲疲劳折断等。根据要求42CrMo钢的性能符合度非常好，其经过正火，调质，后表面硬度可达HRC50的高硬度，表面耐磨性好，心部硬度可达HRC35～45。42CrMo钢属于超高强钢，具有高强度和高韧性，淬透性好，调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击的能力。淬火时变形小，高温时具有高的蠕变强度和持久强度。
42CrMo钢中含有的合金元素Cr，Mo。其中铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性作用，还增加钢的热强性。》铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。而钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性，在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。所以在煤矿用设备中常常选用42CrMo作为零件材料。其综合力学性能优良符合质量要求。
淬火后高温回火的方法为调质。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。调质处理后得到回火索氏体，Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。42CrMo钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。所以42CrMo钢采用840℃淬油，再480度回火处理。硬度可达HRC35-45。经淬火后表面获得高硬度、高的耐磨性，为降低表面淬火的淬火应力，保持高硬度、耐磨性，淬火后应低温回火。
最后我厂确定42CrMo的热处理工序：正火——调质——840±10°C淬油（保温50分钟），再480°回火（保温1小时）处理。经试验得出以下力学性能
硬度测试结果：表面达到HRC45～48。经过矿里的一段时间使用，反应该螺栓适用采煤机滚筒工作需要。
为了适应现代化生产的需要，我局引进了一系列采煤机进行机械化矿井改造。经过一段时间的使用，矿里普遍反应滚筒螺栓经常发生螺牙损坏或断掉的现象，严重影响煤矿正常生产。急需我厂帮助解决这个问题。
我们通过对采煤机图纸的研究，发现采煤机的滚筒与输出轴的轴向联接为键联接，端面定位主要靠四颗M27x65螺栓固定。然而滚筒的工作常态是旋转运动的，所以固定螺栓经常会因塑性变形、断裂等原因，使工作面停产，对煤矿的正常生产造成极大的影响，这就要求固定螺栓必须有良好的力学性能。
我们首先对该螺栓的材料进行化验，确定该材料为27SiMn，材料成分如下表：
材料化学成分（质量分数%）
27SiMn的热处理工艺为：890°C保温40分钟，空冷，再470°C回火1小时。处理结果：HB300～350。可以达到的力学性能如下表
针对以上
数据，我们计划另选材料，通过对各种材料成分及力学性能的对比，决定选用42CrMo。其化学成分如下表：
42CrMo为中碳合金钢，预备热处理是正火，可以获得一定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。调质的目的是使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。我们要求热处理后具有高硬度，高耐磨性，高的疲劳强度. 螺栓滚筒在转动时主要承受剪切应力，交变弯曲应力。在工作过程中，由于不同的应力作用，导致疲劳磨损，彎曲疲劳折断等。根据要求42CrMo钢的性能符合度非常好，其经过正火，调质，后表面硬度可达HRC50的高硬度，表面耐磨性好，心部硬度可达HRC35～45。42CrMo钢属于超高强钢，具有高强度和高韧性，淬透性好，调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击的能力。淬火时变形小，高温时具有高的蠕变强度和持久强度。
42CrMo钢中含有的合金元素Cr，Mo。其中铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性作用，还增加钢的热强性。》铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。而钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性，在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。所以在煤矿用设备中常常选用42CrMo作为零件材料。其综合力学性能优良符合质量要求。
淬火后高温回火的方法为调质。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。调质处理后得到回火索氏体，Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。42CrMo钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。所以42CrMo钢采用840℃淬油，再480度回火处理。硬度可达HRC35-45。经淬火后表面获得高硬度、高的耐磨性，为降低表面淬火的淬火应力，保持高硬度、耐磨性，淬火后应低温回火。
最后我厂确定42CrMo的热处理工序：正火——调质——840±10°C淬油（保温50分钟），再480°回火（保温1小时）处理。经试验得出以下力学性能
硬度测试结果：表面达到HRC45～48。经过矿里的一段时间使用，反应该螺栓适用采煤机滚筒工作需要。