低碳馬氏體鋼重型鑿巖釬桿的研制

1、低碳馬氏體鋼重型鑿巖釬桿的研制低碳馬氏體鋼重型鑿巖釬桿的研制肖上工王儀康(漣源鋼鐵有限公司)(中科院金屬研究所)摘要介紹了重型液壓鑿巖機釬桿專用低碳馬氏體鋼(27SiMnNi2CrMoA)的成分設(shè)計和工藝要點、現(xiàn)場鑿巖試驗結(jié)果、顯微組織特征、強度和韌性配比關(guān)系、可以通過空冷對釬桿強韌化處理等特點。關(guān)鍵詞低碳馬氏體鋼殘余奧氏體鑿巖釬桿液壓鑿巖機LOWCARBONMARTENSITESTEELFROCKDRILLINGRODXIAOShan

2、ggong(LianyuanIronSteelCoLtd.)WANGYikang(InstituteofMetalResearchAcademiaSinica)ABSTRACTAdirllsteel27SiMnNi2CrMoAfthehighcapacityhydraulicrockdrillhasbeendeveloped.Introduceddiscussedare:itsalloyingdesignproductiontechni

3、quefieldtestresultsmicrostructurefeaturesstrengthtoughnesscombinationacteristicsinheattreatmenti.e.strengtheningtougheningthroughaircooling.KEYWDSlowcarbonmartensitesteelretainedaustensiterockrollingrodhydraulicrockdrill

4、液壓鑿巖機是新型高效率鑿巖機械，我國自1975年以來先后從國外引進了1200余臺重型液壓鑿巖機，這種鑿巖機最大沖擊功率是根據(jù)當時鑿巖釬具用合金鋼和制造工藝所能達到極限承受水平確定的，是在現(xiàn)代鑿巖波動力學(xué)、材料科學(xué)最新成就基礎(chǔ)上發(fā)展起來的［1］，因此對所需釬具(釬頭和釬桿等)提出了更高的要求。本文報道了重型鑿巖機釬桿用低碳馬氏體鋼(27SiMnNi2CrMoA)研制經(jīng)過和所制造的鑿巖機用釬桿鑿巖試驗結(jié)果。1對重型鑿巖機用鋼的要求和成分設(shè)計

5、對重型鑿巖機用鋼的要求和成分設(shè)計1.11.1對重型鑿巖機釬桿用鋼的要求2重型鑿巖釬桿用鋼和釬桿的生產(chǎn)工藝重型鑿巖釬桿用鋼和釬桿的生產(chǎn)工藝工藝流程：堿性電弧爐冶煉→模鑄(鋼包吹氬、喂絲)→φ650軋機開坯→中空鋼軋制→制釬。工藝要點：①該鋼白點敏感性強，故生產(chǎn)中采用低氫冶煉，鋼錠、鋼坯亦采用緩冷工藝；②穿拔中空鋼時控制冷卻速度，以控制成品硬度；③制釬工藝的關(guān)鍵在于熱處理和表面強化處理，具體熱處理工藝見表1。3鋼釬鑿巖試驗結(jié)果鋼釬鑿巖試驗

6、結(jié)果3.13.1不同材質(zhì)釬桿壽命對比試驗試驗在長沙礦冶研究院釬桿壽命試驗臺上進行［3］。試驗材料為55SiMnMo、24SiMnNi2GrMoA和27SiMnNi2CrMoA鋼，試驗釬規(guī)格、長度為JB28—28322500mm，液壓鑿巖機型號為YYG—80A，沖擊頻率2500Hz。試驗結(jié)果表明，目前國內(nèi)通用的55SiMnMo鋼釬桿壽命不穩(wěn)定，穩(wěn)定系數(shù)(最高壽命最低壽命)高達5.91，考核JB28釬桿的一項重要指標——30min以上壽命存

7、活率僅為42.5%；國內(nèi)通用鑿巖釬頭用鋼24SiMnNi2CrMoA制釬桿的30min以上壽命存活率可達100%，但發(fā)現(xiàn)釬桿尾端有明顯的“堆頂”現(xiàn)象，并在端面發(fā)生大量麻點狀剝落；用27SiMnNi2CrMoA鋼制造的釬桿壽命最高，釬尾也沒有堆頂現(xiàn)象［4］。3.23.2重型鑿巖機釬桿現(xiàn)場試驗(1)自貢試驗試驗地點：四川省自貢市富臺山隧道試驗時間：1988年2月巖石性質(zhì)：堅固砂頁巖，f8～10，斷層多鑿巖機型號：COP1038HD沖擊功：3

8、40J沖擊頻率：3800次min釬桿規(guī)格、長度：JB32—32384300mm共投入試驗釬4支，平均壽命717m，穩(wěn)定系數(shù)為1.98，用戶認為此批試驗釬優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品。(2)三山島金礦試驗試驗地點：山東省三山島金礦試驗時間：1989年12月～1990年1月巖石性質(zhì)：黃鐵礦石英巖，f12～14鑿巖機型號：水星—300沖擊功：300J沖擊頻率：3000次min釬桿規(guī)格、長度：JB32—32384270mm共投入6支試驗釬，平均壽命1121