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23MnB履带板热处理质量控制的研究

作　者: 郑国昌
导　师: 逄启寿
学　校: 江西理工大学
专　业: 机械工程及其自动化
关键词: 23MnB履带板热处理托辊型网带炉软点搅拌淬火池淬透性硬度
分类号: TG156
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

杭钢集团公司研发了热轧23MnB履带板产品,并形成了从冶炼、轧制到深加工配套成熟的生产设备和生产工艺。履带板产品主要应用于大中型的工程机械,如挖掘机、推土机等。履带板的材料为23MnB,为热轧型钢,属于低碳钢范畴。履带板热处理生产线在调试过程中发现了不少问题。如设备本身的问题包括:淬火池的网带强度不够,网带结构不合理,喷淋搅拌装置的设置和位置摆放不合理等;热处理工艺参数的设置值,如淬火温度的设置,淬火液浓度的配置等需要逐步摸索经验后,逐步改进;热处理后的履带板质量不稳定,存在如软点、硬度不均匀、不同时间段质量不同等问题。以上的这些问题都是相互关联的,设备上存在的缺陷和热处理工艺参数设置的不合理势必影响热处理的质量。对上述问题逐步进行了针对性的改进,如增大网带密度、降低淬火液浓度、增加喷淋装置喷头并合理布置喷头位置、增强搅拌能力等,经过改进后,履带板的质量明显得到了提高。按照热处理工艺及原理,执行了以下研究步骤:(1)23MnB履带板在不同搅拌状态下的淬火结果;(2)23MnB履带板在不同碳势、淬火温度、回火温度、淬火液温度等情况下的热处理结果;(3)23MnB履带板在PAG聚合物不同浓度时得到的淬火结果;(4)将23MnB履带板分别在水、盐水、PAG聚合物淬火剂中试验淬火结果。本次研究的关键技术是履带板的托辊型无马弗网带炉热处理能力和工艺参数的设置。热处理淬火炉的烘炉达到的参数要求。履带板在淬火池入水瞬间的搅拌情况和水池温度的控制。技术难点消除履带板产品在热处理之后的软点现象,使履带板的表面和芯部硬度和强度都满足国家标准和用户需要,且热处理后的履带板的各项理化性能满足用户需求.因此我公司在生产操作上需要合理选择履带板的淬火剂的浓度、温度、淬火温度的控制,在设备上需要合理改进油槽的搅拌结构和能力。课题的主要创新之处主要如下:(1)利用托辊型网带炉对履带板进行热处理为国内首次,通过本次研究和工厂实践,解决利用托辊型网带炉热处理23MnB履带板产品的质量控制;(2)创新网带炉淬火池喷水布置,拆除池内平网带,改为斜溜槽下料;(3)提高履带板的淬透性。经过实验研究和生产实践,履带板产品在热处理后,芯部韧性较好,且表面硬度能够达到美国卡特及日本小松的使用标准。尽管课题的研究取得了阶段性的成果,但热轧23MnB履带板产品的质量控制与国外的先进技术还有一定的差距,须进一步研究,使之更完善。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 选题依据及研究意义  9-13
    1.1.1 选题依据  9-12
    1.1.2 研究意义  12-13
  1.2 国内外履带板的研究现状  13-17
  1.3 国内履带板的热处理趋势  17-18
第二章 23MnB 履带板的热处理的工艺研究  18-26
  2.1 Mn、B 元素产生的影响  18-21
    2.1.1 Mn、B 元素对钢在加热时相和组织转变的影响  20
    2.1.2 Mn、B 元素对过冷奥氏体转变的影响  20-21
    2.1.3 Mn、B 元素对回火转变的影响  21
  2.2 23MnB 履带板的热处理工艺  21-23
    2.2.1 23MnB 履带板淬火工艺分析  21-22
    2.2.2 23MnB 履带板回火工艺分析  22-23
  2.3 热处理介质  23-26
第三章 23MnB 履带板的实验分析和生产调试  26-43
  3.1 未经热处理的履带板物理机械性能  26-28
  3.2 23MnB 履带板钢的热处理实验  28-34
  3.3 研究步骤  34-41
    3.3.1 23MnB 履带板在不同搅拌状态下的生产调试  34-38
    3.3.2 23MnB 履带板成品在不同碳势、淬火温度、回火温度、淬火液温度等情况下的热处理结果  38-39
    3.3.3 23MnB 履带板在PAG 聚合物不同浓度时得到的淬火结果  39-40
    3.3.4 23MnB 履带板在三种不同淬火液中的试验  40-41
  3.4 生产调试总结  41-43
第四章关键技术和技术难点  43-55
  4.1 可行性分析  43-46
    4.1.1 淬火炉设备条件和生产技术  44
    4.1.2 淬火槽设备条件和生产技术  44-45
    4.1.3 回火炉设备条件和生产技术  45-46
  4.2 关键技术  46-50
    4.2.1 热处理淬火炉的烘炉达到的参数要求  46-47
    4.2.2 托辊型无马弗网带炉热处理能力和工艺参数的设置  47-49
    4.2.3 履带板在淬火池入水瞬间的情况和水池温度的控制  49-50
  4.3 技术难点  50-55
    4.3.1 技术改进前的状况  50-52
    4.3.2 技术改进后的状况  52-55
第五章总结与展望  55-56
参考文献  56-57

23MnB履带板热处理质量控制的研究

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