履带260节距销轴新材料应用分析

履带260节距销轴新材料应用分析

 ,王国防

  徐州徐工履带底盘有限公司  江苏省徐州市  221000

摘要：本文主要介绍挖机履带260节距销轴新材料应用分析，与传统45B材料经过调质加工相比，新材料35MnB具有不需要调质，缩短了工艺流程，节约了加工成本，并且有淬透性好、硬度高、抗拉强度好、耐磨性好等优势，有较好的应用前景。

关键词：新材料；销轴；压断实验

引言

销轴作为挖掘机履带的重要组成备份，通过销套把链轨节连接在一起，在运行过程中不仅承受强烈的冲击、弯曲和扭转作用，还同时受到摩擦，工作环境十分恶劣。为了保证销轴具有良好的综合性能，需要进行表面硬化，同时芯部还要具有一定强度和韧性，为了提高生产效率，销轴热处理过程一般是调质+中频感应淬火，来满足其使用条件的要求。

一、产品介绍260节距销轴行业普遍使用材料是45B,其化学成分如表1：

表1  45B材料的化学成分（质量分数）（%）

技术要求：表面硬度52-62HRC，硬化层深度6-12mm（临界硬度45HRC），芯部硬度22-38HRC，马氏体组织3-7级。        

材料淬透性要求:

剖切结果:硬化层深度8.3-8.7mm，芯部硬度23-25HRC，马氏体组织3级。平均压断力124T。

马氏体组织3级

为了降低260节距销轴的制造成本，提高市场竞争力，对材料性能分析研究，决定使用35MnB新材料代替45B材料，热处理工艺是采用通过式连续感应淬火，35MnB的化学成分如表2：

表2  35MnB材料的化学成分（质量分数）（%）

技术要求：表面硬度52-58HRC，硬化层深度≥10mm（临界硬度45HRC），芯部硬度≥25HRC，马氏体组织3-7级。           

材料淬透性要求:

剖切结果:硬化层深度12.5-14.3mm，芯部硬度27-31HRC，马氏体组织4级。平均压断力138T。   

马氏体组织4级

二、对比分析

以上两种材料的性能、剖切结果及压断实验分析，可以发现260销轴35MnB材质其使用性能明显优于45B材质。从材料淬端性能可以发现35MnB材质的淬透性大大高于45B材质。这个性能决定了35MnB在感应透热淬火时，淬硬层深度比45B要大，且芯部硬度也优于45B，淬火后马氏体组织也优于45B。较高的硬化层深度和芯部硬度决定了35MnB材质实验的平均压断力要高于45B材质的，从压断力实验数据结果也证明了这点。小批量试制此材料20台挖掘机履带，已投发市场进行实际验证，目前平均使用时间超过5000小时，销轴使用情况良好，无任何质量反馈。 

三、经济性分析

从两种材质的热处理工艺过程比较可以发现，35MnB材质比45B材质减少了调质处理这道工序，两者感应淬火和回火所用成本基本相同，调质自制成本为0.6元/Kg，260销轴单件重量6.4Kg，因此单件节约成本3.84元，每台挖机履带节约成本391.68元。

四、总结         

根据以上数据分析可以确定35MnB材质260销轴不仅在使用性能满足设计要求，原材料价格和制造成本也低于45B材质。同时35MnB材质的感应热处理性能也优于45B,减少感应淬火产生裂纹的风险，提高了销轴产品的合格率。综上所述35MnB材质的260销轴无论在使用性能、经济性及热处理工艺性能都优于45B。目前此种材质已在260节距销轴上正常使用。
参考文献：
【1】姜君,赵登川,朱吉印.柴油发电机主轴承螺栓断裂分析[J].失效分析与预防, 2020, 15(5): 328-331.