一种新型采煤机截齿的预处理和特性外文文献翻译@中英文翻译@外文翻译

辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 附录 A 一种新型采煤机截齿的预处理和特性 摘要：截齿的可靠性和耐磨性在采煤机进行煤矿开采中起非常重要的作用。刀锥脱落、刀片断裂、刀身严重的磨损和疲劳断裂是截齿失效的主要原因。我们对 30CrMnMo 进行渗碳处理，合成一种新的截齿材料，以此用来提高起机械特性和高的耐磨性。此成果表明渗碳处理可以有效地提高截齿表面硬度和耐磨性。另外， 30CrMnMo 合金作为截齿一种基材，其良好的韧性可以在强烈的正向冲击下可以防止起脆性断裂和疲劳断裂。经过渗碳处理后的 30CrMnMo，在摩擦系数和磨损速率有效减少的情况下表明这种合 金经过合理的渗碳作用后，对采煤机截齿而言是一种很有潜力的材料。 关键词：截齿， 采煤机， 渗碳作用 ，耐磨 1.介绍 基于一项能与结构调查显示：全世界在 2008 年，煤和天然气作为一次能源消耗各占24.1%，石油占 34.8%。然而中国在全世界一直是煤炭消耗大国之一。 2008 年约占一次能耗的 69%。因此，煤炭工业在经济增长中起重要作用，而且没来很长一段时间内被认为会处于不可替代的地位。另外，利用低成本的采煤机达到预期的高效益对煤炭开采是非常重要的。 如 1 图所示，由于在采煤过程中冲击载荷的作用下，采煤机截齿极易受 到冲击而损坏。如 2 图所示为损坏截齿的 SEM 图片，证明磨损和断裂加快了采煤机截齿的失效。与此同时，截齿的失效不仅大大地降低了煤炭开采的效率，而且也增加了开采成本。对截齿材料而言，通常选取例如 35CrMnSi、 30CrMnSi、 45 这类普通碳素合金钢。将硬质合金钢焊接在上述钢的基片上来提高其耐磨性。上述指出刀锥脱落、刀片断裂、刀身严重的损坏和疲劳断裂是采煤机截齿在煤矿开采中主要的失效原因。另外，合成高韧性和高机械性能的截齿降低成本是非常必要的。 在上述的研究中，基于 30CrMnMo 合金钢的高韧性，我们选择此合金 钢作为截齿的基材。然后通过对此合金进行渗碳作用用来增强其表面强度和它的耐磨性。 对渗碳后的 30CrMnMo 合金的表面形貌和机械性能进行研究最后发现渗碳后的此合金在采煤机截齿的应用很有潜力。 宫杰：新型大功率薄煤层采煤机总体方案及截割部设计 2 2.实验 30CrMnMo合金被选作为我们采煤机截齿的材料，这种合金的成分如 1表所示。 把 5 种 30CrMnMo 合金样本放入直径 305mm 的器皿中，在渗碳处理前这些样本被抛光到Ra=0.2um，然后放入渗碳炉中进行渗碳处理。一小时后炉中温度提高到 925后，将煤油和甲醇以 120-240drp/min的速率滴入炉 内。 4 小时渗碳处理后，这些样本在 20 毫升油、880的条件下淬火，然后在 220温度下保持 2.5 个小时。在 1.96N 的正常载荷下放入维氏硬度试验机中测量渗碳后合金的表面硬度。另外，利用金相图片对次渗碳后的合金进行相位和结构的分析。最后在 ECTR 通用多功能测试机上研究发现此在干摩擦的情况渗碳辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 后合金的摩擦和磨损可与 GCr15 相比。 3.结果与讨论 渗碳 30CrMnMo 合金的表面硬度如 3 图所示： 由此发现渗碳 30CrMnMo 合金的表面硬度提高了 305%，这表明渗碳处理能有效地提高 30CrMnMo 这种合金的硬度。 这种合金渗碳层有 1.5mm 厚，这也证明渗碳层能有效保护 30CrMnMo 合金这种基材。而且，介于渗碳层和基材之间 30CrMnMo 合金良好的韧性和出色的粘着性使渗碳 30CrMnMo 成为一种被制造加工成采煤机截齿非常有潜力的基材。 渗碳后的 30CrMnMo 金相图片如 4 图所示：经过技术处理后，大量细颗粒状的马氏体形成。由于渗碳处理为起提供了高浓度的碳环境。经过技术处理，很容易理解马氏体的信息。同时， 30CrMnMo 合金表面的增强归功于坚硬的马氏体。这就为如图 3 所示硬度增加提供了有理的理解说明。 宫杰：新型大功率薄煤层采煤机总体方案及截割部设计 4 渗碳后的 30CrMnMo 合金的摩擦系数和磨损如图 5 所示。 30CrMnMo 合金的摩擦系数在干摩擦情况下，经过一段时间的波动，迅速增长到 0.65。由于 30CrMnMo 较软，合金的表面易发生塑性变形、黏着、磨损，从而导致摩擦系数升高造成合金破坏。此图也记录了渗碳后的 30CrMnMo 的摩擦系数降低到 0.4，而且依然保持稳定。这个结果表明渗碳处理有效地增强了其表面，提高了起变形的特性，从而减少损坏。 渗碳 30CrMnMo 合金的腐蚀速度如 6 图所示，经渗碳作用后的 30CrMnMo 合金腐蚀速率由 -33.2 10 减少到 -30.5 10 g/m ,说明由于一层厚的、坚硬的渗碳层的形成，其耐磨性大大地提高。这些结论也证实由于其高的韧性和良好的表面性能的结合使得渗碳后的30CrMnMo 成为采煤机截齿的一种很有潜力的基材。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 4.结论 对 30CrMnMo 合金进行渗碳处理，合成一种新的材料，能提高其机械性能和耐磨性。这个结论证明渗碳处理形成一层厚的渗碳层可以有效地增强其表面。而且大大的提高了其的表面硬度和耐磨性。另外，这种合金作为截齿的基材在大的冲击之下良好的韧性可以防止脆 性断裂和疲劳断裂。同样，渗碳 30CrMnMo 摩擦系数和腐蚀速率大大降低，说明此合金