钎尾零件工作室,起尾部断面直接承受凿岩机活塞的冲击接触,江活塞运动的冲击功从钎尾微端传递到钎杆及牵头,从而进行凿岩作业。同事,钎尾零件的花键处,在凿岩机转动套的带动下传递扭矩,使整个钎具系统转动。在钎尾的内控,还因为受快速流水的冲刷,以及矿山凿岩的超市环境,钎尾在有矿水腐蚀条件下工作的。因此钎尾的实效方式较为复杂,主要的实效方式有一下几种:断裂、尾部断面损坏、波形螺纹磨损。 液压凿岩机的工作压力一般均在20MPa左右,有的可高达25MPa,每分钟冲击次数达到3000~4000次。钎尾是螺纹连接凿岩钎具的重要组成部分,在工作时直接承受凿岩机高频冲击和强力扭转,将凿岩机活塞运动的冲击功从钎尾尾端传递到钎杆和钎头,进行凿岩作业,同时在凿岩机转动套的带动下传递扭矩,使整个钎具的系统转动。钎尾内孔还受到快速流水的冲刷和矿水的腐蚀。因而钎尾应具有足够的强度和韧性,高的表面强度和耐磨性以及高的疲劳抗力和一定的耐腐蚀性能,心部具有良好的韧性;能够承受凿岩机高频冲击和强力扭转; 抵抗流水的冲刷和矿水的腐蚀[2] 。钎尾材料一般选用碳素钢或合金钢。 (一)碳素钢 碳素钢的性能主要取决于含碳量。按含碳量可以把碳钢分为低碳钢,中碳钢和高碳钢。含碳量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低。低碳钢在使用**般不经热处理,碳含量在0.15%以上的经渗碳或氰化处理,用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。高强度中碳调质钢,具有一定的塑性、韧性和强度,切削性良好,调质处理后有很好的综合力学性能,中碳钢主要用于制造较高强度的运动零件,重型机械的轴、蜗杆、齿轮等等,表面耐磨的零件,曲轴、机床主轴、滚筒、钳工工具等等。 (二)合金钢 在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的合金钢。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀等特殊性能。合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、稀土等。 (三)材料初选 由于钎尾形状的特殊性和复杂性,为了兼顾钎尾的弯曲疲劳强度,我们选定含碳量(质量分数)为 0.20%~0.35%,并含有Cr、Ni、Mo、V等元素,合金元素总含量在4%~6%的结构钢进行渗碳淬硬化处理,可满足钎尾的使用要求。 (四)材料终选 通过对国内外同类的比较,确定工艺质量指标为:渗碳层深度0.8~1.2mm,金相组织为马氏体+残余奥氏体+少量细粒碳化物;表层较大渗碳浓度0.8%,硬度HRC=54~60,心部金相组织为:板条马氏体+5%以下残余奥氏体,硬度HRC=44~48.通过加入不同的元素可以满足钎尾工作的性能要求。所以试确定选用低碳Cr-Ni-W和Si-Mn-Cr-Mo-V。由于合金元素Ni的加入会提高材料的价格也不太理想,所以较终选用35SiMnMoV作为钎尾的材料。