CN116532610A - 矿用d级链条及矿用d级链条制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种矿用D级链条制造方法，包括以下步骤，下料：根据需要生产的链条规格，以直边直径达标准上限为基准，将钢材剪切成给定长度且两端面平齐的棒料；除锈：对剪切好的棒料进行除锈处理；编链：将除锈后的棒料加热至650～700℃后取出，编结成开口形式的半成品链条；焊接：采用闪光对焊的方式对半成品链条的开口处进行焊接，并去除焊接毛刺；热处理：对半成品链条先进行淬火处理，然后再进行回火处理；预拉伸：对热处理后的链条进行预拉伸。本发明使用常规矿用高强度圆环链用钢，在不增加生产成本的情况下，产出链条可以达到标准规定的D级链条性能指标；制造工艺简单，质量稳定且可靠，没有锻造缺陷、生产成本低。还提供了一种矿用D级链条。
Description
技术领域
本发明涉及矿用链条制造技术领域，尤其涉及一种矿用D级链条及矿用D级链条制造方法。
背景技术
矿用链条作为煤矿工作面输送机配套传输介质在煤矿生产中使用，广泛应用在刮板输送机、转载机等多种煤矿设备中，因井下工作环境恶劣，矿用链条受力复杂，除循环承受疲劳拉力外，还承受冲击载荷，同时链环与链轮接触时，链环肩部外侧受到链轮轮齿的压力及磨损，顶部内侧除受压力外，由于链环在负载状态下通过链轮时不断弯折，在相邻两环的连接部位还会产生磨损和接触疲劳，因此矿用链条需要具有高强度和耐磨性，在煤炭运输工作中起着举足轻重的作用。根据煤矿综采工作面向高可靠性方向发展趋势，高强度矿用链条产品市场需求针对不同工况由质量等级C级逐步向D级增加，生产高质量的矿用链条对保证煤矿采煤的高产、高效具有十分重要的意义。
根据GB/T 12718-2009《矿用高强度圆环链》要求，生产质量等级为D级的链条，性能指标须满足：(1)静拉伸强度：最小破断应力1000N/mm2、试验负荷下最大伸长率1.9％、破断时最小总伸长率12％；(2)疲劳强度：在上限为400N/mm2、下限为50N/mm2应力的脉动负荷作用下，其脉动循环次数不低于30000次。生产质量等级为C级的链条，性能指标须满足：(1)静拉伸强度：最小破断应力800N/mm2、试验负荷下最大伸长率1.6％、破断时最小总伸长率12％；(2)疲劳强度：在上限为330N/mm2、下限为50N/mm2应力的脉动负荷作用下，其脉动循环次数不低于30000次。
目前，生产矿用链条的材质主要选用23MnNiMoCr54钢，要想达到满足生产质量等级为D级的链条，其只能采用锻造型式链环或进行渗碳工艺处理。采用锻造型式链环，其工艺复杂、生产效率低，可能存在锻造缺陷；采用渗碳工艺处理，需要将现有C级链条使用专用渗碳炉设备进行渗碳工艺处理，才能达到D级链条性能要求，但其生产成本高。
发明内容
为解决上述技术中存在的技术问题，鉴于此，有必要提供一种在不改变链条型式和尺寸条件下的矿用D级链条制造方法，以达到D级链条性能指标。
一种矿用D级链条制造方法，包括以下步骤，
S1、下料：选用矿用链条常用23MnNiMoCr54钢，根据需要生产的链条规格，以直边直径达标准上限为基准，将钢材剪切成给定长度且两端面平齐的棒料；
S2、除锈：对剪切好的棒料进行除锈处理；
S3、编链：将除锈后的棒料加热至650～700℃后取出，将棒料弯折成给定尺寸的开口环状坯料，并将每个开口环状坯料编结成开口形式的半成品链条；通过对棒料加热，在编链时棒料易于弯折；待焊接时，使链环具有一定初始温度，利于焊接过程链环预热，同时减少焊接阶段送进和拉开阻力；
S4、焊接：采用闪光对焊的方式对半成品链条的开口处进行焊接，焊接完成后去除焊接毛刺；
S5、热处理：对半成品链条先进行淬火处理，然后再进行回火处理；
S6、预拉伸：对热处理后的链条进行预拉伸，以达到链条标准尺寸，消除热处理内应力。
优选的，所述步骤S5中，淬火温度为880～920℃，并在给定水温中降温冷却4～10min。
优选的，所述步骤S5中，回火温度为350～400℃，保温2～4h，然后在给定水温中降温冷却2～5min。
优选的，水的温度为15～30℃。
优选的，所述步骤S6中，对热处理后的链条进行预拉伸时，根据需要生产的链条规格、以及给定的预拉伸应力来确定拉伸负荷。
优选的，预拉伸应力≥720N/mm2。
还有必要提供一种矿用D级链条。
一种矿用D级链条，采用上述所述的矿用D级链条制造方法制备而成。
由上述技术方案可知，本发明提供的矿用D级链条制造方法，使用常规23MnNiMoCr54矿用高强度圆环链用钢，不用专门开发D级链条专用材料，在不增加生产成本的情况下，提高矿用链条抗拉强度和耐磨性，产出链条可以达到标准规定的D级链条性能指标；
2、制造工艺简单，产品为原材料母材直接输出，质量稳定且可靠，没有锻造缺陷，生产效率高于锻造工艺约85％；
3、生产成本低，可以直接使用生产普通链条的现有工艺装备，随时根据顾客需求实现量产，与低质量等级链条生产成本和效率等同，实现性能提升，成本和效率不减。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为1条5环30×108规格链条进行静拉伸强度检验检测结果图。
图2为1条5环30×108规格链条进行静拉伸强度检验检测结果图。
图3为1条5环34×126规格链条进行静拉伸强度检验检测结果图。
图4为1条5环34×126规格链条进行静拉伸强度检验检测结果图。
图5为3条3环30×108规格链条疲劳强度检测结果。
图6为1条3环34×126规格链条疲劳强度检测结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“下”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1，以产品30×108矿用D级链条为例，材料为23MnNiMoCr54，采用以下步骤制造而成，
S1、下料：根据需要生产的30×108规格链条，标准直边直径尺寸为(30±0.9)mm，选取直径为30.9mm的材料，在剪切机上将钢材剪切成给定长度的短料，并且保证两端面平齐的棒料；
S2、除锈：利用抛丸清理机对剪切好的棒料进行除锈处理；
S3、编链：将除锈后的棒料放入到加热机内，在10～15s的时间内加热至650℃后取出，利用编链机将棒料弯折成给定尺寸的开口环状坯料，并将每个开口环状坯料编结成开口形式的半成品链条；
S4、焊接：将半成品链条送入对焊机，将开口两侧夹紧采用闪光对焊的方式按照设定参数对半成品链条的开口处进行焊接，焊接接口部位挤出的氧化夹杂物在去刺机上光滑去除；
S5、热处理：使用中频热处理设备，将链条挂至牵引链上匀速进入淬火感应圈，加热功率根据链环温度设置，对半成品链条先进行淬火处理，淬火温度为880℃，并在15～30℃的水温中降温冷却4min；
然后再进行回火处理；回火温度为350℃，保温2～4h，然后在15～30℃的水温中降温冷却2～5min；
S6、预拉伸：对热处理后的链条进行预拉伸，以达到链条标准尺寸，消除热处理内应力；其中，对热处理后的链条进行预拉伸时，根据需要生产的链条规格、以及预拉伸应力≥720N/mm2，确定拉伸负荷为1017kN以上。
实施例2，以产品30×108矿用D级链条为例，材料为23MnNiMoCr54，采用以下步骤制造而成，
S1、下料：根据需要生产的30×108规格链条，标准直边直径尺寸为(30±0.9)mm，选取直径为30.9mm的材料，在剪切机上将钢材剪切成给定长度的短料，并且保证两端面平齐的棒料；
S2、除锈：利用抛丸清理机对剪切好的棒料进行除锈处理；
S3、编链：将除锈后的棒料放入到加热机内，在10～15s的时间内加热至700℃后取出，利用编链机将棒料弯折成给定尺寸的开口环状坯料，并将每个开口环状坯料编结成开口形式的半成品链条；
S4、焊接：将半成品链条送入对焊机，将开口两侧夹紧采用闪光对焊的方式按照设定参数对半成品链条的开口处进行焊接，焊接接口部位挤出的氧化夹杂物在去刺机上光滑去除；
S5、热处理：使用中频热处理设备，将链条挂至牵引链上匀速进入淬火感应圈，加热功率根据链环温度设置，对半成品链条先进行淬火处理，淬火温度为920℃，并在15～30℃的水温中降温冷却10min；
然后再进行回火处理；回火温度为400℃，保温2～4h，然后在15～30℃的水温中降温冷却2～5min；
S6、预拉伸：对热处理后的链条进行预拉伸，以达到链条标准尺寸，消除热处理内应力；其中，对热处理后的链条进行预拉伸时，根据需要生产的链条规格、以及预拉伸应力≥720N/mm2，确定拉伸负荷为1017kN以上。
实施例3，以产品34×126矿用D级链条为例，材料为23MnNiMoCr54，采用以下步骤制造而成，
S1、下料：根据需要生产的34×126规格链条，标准直边直径尺寸为(34±1)mm，选取直径为35mm的材料，在剪切机上将钢材剪切成给定长度的短料，并且保证两端面平齐的棒料；
S2、除锈：利用抛丸清理机对剪切好的棒料进行除锈处理；
S3、编链：将除锈后的棒料放入到加热机内，在10～15s的时间内加热至690℃后取出，利用编链机将棒料弯折成给定尺寸的开口环状坯料，并将每个开口环状坯料编结成开口形式的半成品链条；
S4、焊接：将半成品链条送入对焊机，将开口两侧夹紧采用闪光对焊的方式按照设定参数对半成品链条的开口处进行焊接，焊接接口部位挤出的氧化夹杂物在去刺机上光滑去除；
S5、热处理：使用中频热处理设备，将链条挂至牵引链上匀速进入淬火感应圈，加热功率根据链环温度设置，对半成品链条先进行淬火处理，淬火温度为900℃，并在15～30℃的水温中降温冷却8min；
然后再进行回火处理；回火温度为380℃，保温2～4h，然后在15～30℃的水温中降温冷却2～5min；
S6、预拉伸：对热处理后的链条进行预拉伸，以达到链条标准尺寸，消除热处理内应力；其中，对热处理后的链条进行预拉伸时，根据需要生产的链条规格、以及预拉伸应力≥720N/mm2，确定拉伸负荷为1017kN以上。
对采用以上工艺参数形成的链条，我们分别取4条5环链进行静拉伸强度检验、以及取4条3环链进行疲劳检验；其对应的实验结果如下；
(1)静拉伸强度检验：请参看图1、图2、图3、图4，
其中，图1为1条5环30×108规格链条进行静拉伸强度检验的负荷-位移曲线；由图1中可以看出，其检测结果符合GB/T 12718-2009《矿用高强度圆环链》标准中质量等级为D级的30×108规格链条机械性能要求，具体参看表1：
表1：
其中，图2为1条5环30×108规格链条进行静拉伸强度检验的负荷-位移曲线；由图2中可以看出，其检测结果符合GB/T 12718-2009《矿用高强度圆环链》标准中质量等级为D级的30×108规格链条机械性能要求，具体参看表2：
表2：
其中，图3为1条5环34×126规格链条进行静拉伸强度检验的负荷-位移曲线；由图3中可以看出，其检测结果符合GB/T 12718-2009《矿用高强度圆环链》标准中质量等级为D级的34×126规格链条机械性能要求，具体参看表3：
表3：
其中，图4为1条5环34×126规格链条进行静拉伸强度检验的负荷-位移曲线；由图4中可以看出，其检测结果符合GB/T 12718-2009《矿用高强度圆环链》标准中质量等级为D级的34×126规格链条机械性能要求，具体参看表4：
表4：
(2)疲劳检验：请参看图5、图6为选取4条3环链进行疲劳检验的检测结果：
其中，图5为3条3环链疲劳强度检测结果，从图5中可以看出，3条3环链疲劳强度检测结果符合30×108-D级链条性能要求，具体参看表5：
表5：
其中，图6为1条3环链疲劳强度检测结果，从图6中可以看出，1条3环链疲劳强度检测结果符合34×126-D级链条性能要求，具体参看表6：
表6：
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种矿用D级链条制造方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、下料：选用矿用链条常用23MnNiMoCr54钢，根据需要生产的链条规格，以直边直径达标准上限为基准，将钢材剪切成给定长度且两端面平齐的棒料；
S2、除锈：对剪切好的棒料进行除锈处理；
S3、编链：将除锈后的棒料加热至650～700℃后取出，将棒料弯折成给定尺寸的开口环状坯料，并将每个开口环状坯料编结成开口形式的半成品链条；
S4、焊接：采用闪光对焊的方式对半成品链条的开口处进行焊接，焊接完成后去除焊接毛刺；
S5、热处理：对半成品链条先进行淬火处理，然后再进行回火处理；
S6、预拉伸：对热处理后的链条进行预拉伸，以达到链条标准尺寸，消除热处理内应力。
2.根据权利要求1所述的矿用D级链条制造方法，其特征在于：所述步骤S5中，淬火温度为880～920℃，并在给定水温中降温冷却4～10min。
3.根据权利要求2所述的矿用D级链条制造方法，其特征在于：所述步骤S5中，回火温度为350～400℃，保温2～4h，然后在给定水温中降温冷却2～5min。
4.根据权利要求2或3所述的矿用D级链条制造方法，其特征在于：水的温度为15～30℃。
5.根据权利要求4所述的矿用D级链条制造方法，其特征在于：所述步骤S6中，对热处理后的链条进行预拉伸时，根据需要生产的链条规格、以及给定的预拉伸应力来确定拉伸负荷。
6.根据权利要求5所述的矿用D级链条制造方法，其特征在于：预拉伸应力≥720N/mm2。
7.一种矿用D级链条，其特征在于：采用权利要求1至6任意一项所述的矿用D级链条制造方法制备而成。
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