低合金耐磨铸钢煤矿掘进机履带板的研制

对低合金铸钢履带板特点及铸造工艺性进行了分析,选用水玻璃砂立浇铸造工艺进行其产品开发。针对履带板材质为低合金铸钢且铸件壁厚差异大,铸造过程中易出现材质性能低、冷隔、缩孔缩松等缺陷,使用过程中履带板易断裂及快速磨损等问题,从模具、工装、浇冒口设计、造型制芯、熔炼浇注和热处理工艺等方面采取措施,研制出合格的履带板铸件,为类似铸件的生产提供了经验。

CAE分析在煤矿掘进机用履带板开发中的应用

针对煤矿掘进机用履带板铸件开发初期存在的质量问题,利用华铸CAE软件对原工艺进行了模拟分析,并提出了优化工艺方案。充型过程模拟结果表明:原工艺履带板两侧充型快,中间销耳充型慢,容易出现卷气现象;优化工艺金属液均匀充填铸件型腔,消除了原工艺存在的两侧充型快、中间充型慢和易卷气的不良现象。凝固过程模拟结果显示,原工艺和优化工艺没有明显差异,冒口设计合理,补缩效果较好。经批量生产证实,履带板铸件开发初期的质量问题得到有效解决。

履带板材料的研究现状

综述了履带板用材的研究进展,介绍了橡胶、高锰钢、中锰钢、低合金钢、球墨铸铁、铝合金及铝基复合材料在履带板上的研究及应用现状。

履带板用新型中碳Cr-Mn-Si-Mo-RE低合金铸钢

研究了履带板用新型中碳Cr Mn Si Mo RE低合金铸钢的热处理工艺、力学性能和耐磨性。试验结果表明 ,该材料性能稳定在σb=90 0～ 110 0MPa ,δ =10 %～ 15 % ,ak=4 5～ 5 5J cm2 ,HRC 3 5～ 4 5之间 ,综合力学性能好。将该材料用于牙轮钻机履带板 ,使用寿命为原材料ZG3 5Mn钢的 1.7倍。

热处理对ZG31Mn2SiREB钢组织与性能的影响

研制开发的履带板用钢ZG31Mn2SiREB采用铸造后直接淬火,研究了淬火温度对其力学性能的影响,分析了不同淬火温度下的微区成分及显微硬度。结果表明,随淬火温度的升高,钢的抗拉强度和冲击功明显增加。1050℃淬火比880℃淬火抗拉强度提高了270MPa,冲击功提高了6.5J;随着淬火温度的提高,显微硬度和化学成分波动明显减小,说明在较高温度下淬火能获得较均匀的组织和成分;铸态组织极不均匀,应在淬火前进行正火预处理,淬火温度也不宜过高。

基于ProCAST的履带板消失模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST软件对ZG30SiMnMoV钢履带板铸造凝固过程进行了模拟,分析了铸件的缺陷受浇注温度的影响情况和铸件的有效应力受浇注速度、浇注温度的影响情况,并进行了试验验证。结果表明,当浇注温度为1610℃时,履带板内部的缩孔、缩松缺陷明显减少;铸件的有效应力受到浇注速度的影响不大,适当地降低浇注温度可显著降低铸件的有效应力,可以得到品质良好的铸件。