凿岩镐钎产品的开发与研究

2012-01-25 01:48杨云熊克胜

凿岩机械气动工具 2012年2期

杨云，熊克胜

（首钢贵阳特殊钢有限责任公司，贵州贵阳550005）

0 前言

在现代社会中，经济越发展，对基础设施的要求越高，完善的基础设施对加速社会经济活动，促进其空间分布形态演变起着巨大的推动作用。一个国家或地区的基础设施是否完善，是其经济可否长期持续稳定发展的重要基础。体现基础设施是否完善的象征性指标是交通运输方面的铁路、公路、机场和港口码头等设施。随着我国城市化的加速，道路交通设施的快速建设、拓宽和改造，采矿、碎石设备的更新，镐钎系列产品的市场需求将会增加，尤其是用于岩石二次破碎的液压凿镐，其增长幅度会较大。国内生产镐钎的企业很多，但产品基本上都存在没有形成规模、品种单一、质量波动大、不稳定的特点，以前由于镐钎容量小，生产企业对镐钎重视不够，研发的力度较低，现在镐钎的国内市场容量急剧增加，国外市场量也不断扩展，包括我公司在内的一些钎具企业开始加强对镐钎的研发和生产推广，目前我公司已基本完成镐钎系列产品研发与生产，产品覆盖液压凿镐系列、圆形和六角形尾柄镐钎系列、捣固镐钎系列、船用镐钎系列等产品。

1 镐钎类型

按驱动的动力源可分为气动镐钎（气镐钎）和液压镐钎。

按头部（工作部分）形式可分为：圆锥尖形，多边尖形，四棱形，扁形（小扁、大扁）等镐钎。

按使用范围可分为：工程类（铁路、公路、机场、井下采煤、市政工程）；岩石二次破碎类；纯建筑类。

2 镐钎性能的基本要求

镐钎主要用于混凝土、沥青路面、冻土、岩石和矿石的二次破碎，开凿软岩石和其他坚硬物体，挖掘沟渠，清理钢炉，清理各种铸件、铆焊件以及修整岩面制品，采煤等。工作环境较差、受力情况复杂多变，既要承受凿岩机活塞冲击过程产生的轴向拉压应力和气镐或液压镐在施工过程中产生的拗、撬、推、顶等弯曲应力，同时又受到岩石磨损和高温软化的影响，因此镐钎要有足够的强度和韧性，基本要求是：

（1）热处理后具有较高的硬度（HRC≥55），以确保其强度和耐磨性，同时要具有一定的韧性，使镐钎在钻凿过程中尾柄不堆不炸、杆体不弯不断、钎尖不崩不钝。

（2）机加工性能良好，便于机加工。

（3）热处理工艺简便、易操作，以便控制质量和降低生产成本。

（4）较好的热稳定性，确保在工作中不易软化，稳定其使用寿命。

3 镐钎用钢的选择

常规镐钎用钢，小规格气动、液压镐钎用钢种，国内外通常采用碳素工具钢T7、T8、T10及T7V钢，此外还有Si-Mn-Mo系合金钢（35SiMnMoV、65Mn、55Si2Mn）和40CrMnMo等合金结构钢。

碳素工具钢T7、T8、T10及T7V等钢，淬透性差、淬火变形大、回火稳定性和红硬性不高，但热处理后其表面和心部却能得到较为合理的硬度分布，即表面具有很高的抗疲劳强度和比较好的耐腐蚀性能，芯部具有较为合理的塑性，其性能均满足镐钎凿岩条件的要求，价格低廉、容易采购，是镐钎生产企业广泛采用的原材料，我公司大量使用T7钢；Si-Mn-Mo系合金钢属于贝氏体钢，在连续冷却的工艺条件下能获得以贝氏体为主的复相组织，该组织具有较高的抗疲劳强度和较理想的塑性配合，在锻造和热处理工艺中其加热温度区域大，容易操作，淬透性能良好，在钎尖磨损情况下可以反复修磨使用，提高其使用寿命，现在也受到很多镐钎企业的青睐。

重型液压凿镐用钢。这类产品主要供液压挖掘机配用的液压破碎镐使用，镐钎所承受的载荷较高，对镐钎综合性能要求较高，因此在材料性能方面的要求较高，一般多采用Cr-Ni-Mo系合金钢（22CrNi3Mo、25CrNi3Mo、22SiMnCrNi2Mo等）。该钢经过渗碳低温回火后，表面有高的疲劳强度和耐磨性，芯部有良好的综合机械性能，低温冲击韧性也很好，工作中不易软化，是重型液压凿镐的首选原材料之一，也是我公司重型液压凿镐的主要原材料。

4 国内外镐钎现状

在液压镐钎方面，如Sandvik、Atlas Copco、Boart Longyear等国际上著名的钎具生产企业从严格意义上说都没有将其列入主要产品范畴，只有日本、韩国、英国等国钎具企业生产一定数量的液压凿镐，国内的液压凿镐也只有上海、南京、青岛、马鞍山、贵阳等几家企业生产，且规模不大，国内施工单位多依赖进口。特别是用于大型液压破碎镐的液压镐钎，由于对产品的性能与质量要求较高，不具备机械加工和热处理设备的企业很难生产出优质产品。据中国工程机械行业协会统计，目前国内施工单位所使用的液压挖掘机近60万台，若有十分之一的挖掘机配置液压破碎镐，哪怕每年每台液压破碎镐只配1-2支液压镐钎，其使用量和经济价值也是相当可观的。

常规镐钎方面，国内主要的钎具企业都或多或少的生产。虽然不少企业的产品样本列有众多的镐钎品种和规格，其实所生产的品种和规格并不多，也没有形成规模化生产。单一品种的常规镐钎生产企业主要集中于浙江一带，产量从几万支到几十万支，但都是低端产品，产品质量水平不高，市场竞争力不大，更谈不上进入国际市场。

首钢贵阳特殊钢有限责任公司从2007年开始，在原有镐钎品种的基础上，投入大量的资金研发生产市场急需的镐钎系列产品，目前已研制生产了φ28圆形尾柄、S32六角尾柄铁路用捣固镐钎系列，S25-S32六角形尾柄扁铲，工程、船用镐钎系列（见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9），填补国内空白，替代进口，部分出口，质量稳定，性价比较好，受到用户的青睐。

5 镐钎生产及开发概况

首钢贵阳特殊钢有限责任公司是全国最早生产专业化钎钢的企业之一，也是国内凿岩用钎钢钎具产品的生产与科研相结合的企业。公司近几年对钎具生产线投入很大资金进行技术与设备改造，使生产工艺与设备都有了质的飞跃，为进一步生产优质钎具产品提供了保证。为改善钎具产品镦锻质量从瑞典引进2500kN锻钎机，实现从小规格的棒料镦锻到大规格的产品（原断面尺寸的2-5倍）多工位的一次成材，既保证质量，又降低生产成本；为保证钎具产品杆件加工质量，从日本大隈公司引进凸轮数控和车铣加工中心等先进设备，实现一次装夹多刀成形。公司加速设备的更新换代和产品工艺优化，产品质量的稳定性不断提高，公司杆件产品大幅增长，市场占有率显著提高。同时，针对国内凿岩镐钎的生产现状，公司加大对镐钎生产线的投入，在科研和生产方面都有了长足的进步，现在我公司镐钎产品品种和规格较为齐全。目前生产的产品系列主要有：常规镐钎系列，捣固镐钎系列，宽钎镐钎系列，液压破碎镐用镐钎系列。