采煤机齿座模具损坏修复方法探析

张宝盛

(鸡西煤矿机械有限公司，黑龙江 鸡西 158100)

采煤机齿座模具损坏修复方法探析

张宝盛

(鸡西煤矿机械有限公司，黑龙江 鸡西 158100)

齿座是采煤机上的重要零件，由于受现有条件的制约，齿座模具寿命较低，拟从分析齿座模具损坏的原因出发，提出了用堆焊焊补磨损的模具修复方法，并将该技术在实际生产当中应用，取得了良好的效果。

齿座；堆焊；J107Cr

齿座是采煤机上的重要零件，由于受现有条件的制约，齿座模具寿命较低，一般在1000件左右。原因是齿座模具工作环境十分恶劣，反复承受高温和摩擦，模具冷却不及时、不彻底。尤其是上模更严重，从而导致过早失效，失效形式为磨损和塌陷。一般多在坯料流动激烈的型腔边缘部位，而型腔内部完好。报废后只能当废铁，损失很大。而加工一副模具的周期则要超过一个月，时间较长，不能及时制造出来，制约了生产。

针对这一情况笔者受铆焊车间在机壳上堆焊耐磨层工艺的启发，设想用补焊的方法修复。原理为耐磨层由耐磨还跳堆焊而成，有较高的硬度和耐磨性，硬度HRC50以上，十分符合使用要求。

一 齿座模具堆焊修复实验过程

1.修复工艺过程。

修复磨损、变形的人字齿形工作表面，需首先确定磨损、变形部位，磨损量，变形量及缺陷深度；然后确定堆焊焊补方法及堆焊焊补工艺；最后经齿形表面机械加工、研磨及跑合从而达到使用的基本要求。

为此，特定制修复磨损变形人字齿轮轴齿形工作表面的工艺流程如下：制作人字形齿轮齿形样板→齿形工作表面缺陷探伤、打磨→焊前预热→堆焊焊补磨损、变形处齿形工作表面→焊后热处理→齿形焊补表面机械加工→主动齿轮轴人字齿研磨、跑合。

2.焊前准备工作。

(1)明确齿形样板的制作目的。一是为了观察和确定人字齿轮轴齿形工作表面磨损变形位置及磨损量的大小，二是为焊后机械加工齿形工作表面作样板使用。齿形的制作方法是将邻近三个齿间间隙用铅液浇铸成一齿形整体，然后以此制作齿形样板。

(2)确定是否有疲劳裂纹及其他缺陷并处理。齿形工作表面磨损、变形处的加工对齿形工作表面磨损处进行渗透探伤检验，以确定齿形工作表面是否有疲劳裂纹及其他缺陷。对齿形工作表面的点蚀部位及疲劳裂纹等缺陷用角向砂轮机打磨，直至缺陷全部消除，并显示出金属光泽。

(4)焊条焊前经420℃烘焙1～2h，烘干后放入100～150℃保温筒内，随用随取。

(5)齿形面焊补处需彻底清除油污，并将表面缺陷处打磨出金属光泽。

(6)用齿形样板确定焊补处所需堆焊厚度。

(7)加热，保温，外层用石棉布包裹。

3.焊接工艺的确定。

(1)焊接方法的确定考虑到主动齿轮轴和被动齿轮轴质量大，齿形表面为螺旋面，母材料40CrMnMo钢可焊性差，焊前必须预热，故采取手工电弧堆焊焊补修复螺旋人字齿形工件表面。因无论在生产效率、焊材的匹配及可操作性上都比气体保护电弧焊等其他焊接方法焊补修复人字齿齿形工作表面优越，故选用手工电弧堆焊焊补。

(2)可焊性的评估。40CrMnMo钢可焊性差，焊前必须预热，并给予合适的工艺措施方能防止冷裂纹的产生，预热温度为356℃。

(3)焊接材料的选择。强度方面考虑选 J107Cr焊条，表面硬度考虑选 D132焊条，综合J107Cr和D132焊条熔敷合金成分及力学性能，最后确定采用J107Cr焊条。

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(4)焊前预热温度：360℃左右，堆焊过程中，堆焊处不低于250℃。

(5)焊接工艺参数焊条直径Ф4mm，电流140～150A，直流反接，电压24～28V。

(6)施焊要点Ⅰ每道堆焊焊缝焊后应清渣干净，以免产生夹渣缺陷。Ⅱ第一层施焊时采用下坡焊，第二层采用上坡焊，焊条稍作横向摆动，短弧焊。Ⅲ注意堆焊焊缝与母体间的熔合情况及堆焊焊道间的熔合情况，以防止产生未焊透和未熔合缺陷。Ⅳ堆焊部位不得低于250℃。Ⅴ需一次不间断完成。Ⅵ对称交替堆焊焊补。

(7)焊后热处理。堆焊后立即将工件以30℃/h的加热速度升温至600℃，保温4h，然后在石棉包裹中缓慢冷却，以消除焊接残余应力。

二 齿座模具堆焊修复技术的优势

1.节约了成本，提高了经济效益。

新制造一副模具费用至少在6000元以上，每年至少须投制模具20副，费用12万元。而修复一副只需1000元，而由于修复模具可反复修复，齿座只须投制2副模具即可，2副轮换使用、修复，不用投制新的模具，即可满足生产需要，经济效益是可观的。

2.节省时间，提高了生产效率。

由于齿座模具是用耳板靠挂在2吨自由锻锤上，因此锻造铅须在锻锤砧上对焊耳板，这项工作费时且繁琐，需半天时间。由于模具修复只涉及型腔而与其他部位无关，模具修复后不用对耳板可直接用于生产，非常方便。

锻造车间有批端盘齿座ZGC30准备生产，而模具已经报废，我们就将模具用堆焊耐磨焊条的方法进行了修复。修复后锻造200个齿座时进行工艺实验，发现修复处无任何损坏迹象。证明用耐磨焊条堆焊是可行的。但是这种齿座重量小、形状简单、成形容易，不能完全反映模具修复后的使用情况。我们又对最大齿座ZGC35/50C模具进行了使用，锻造1000个进行工艺使用，锻造后观察下模完好，上模已经失效，证明实验是成功的。

ClassNo.:TD421.6DocumentMark：A

(责任编辑：郑英玲)

GearBaseofCoalMiningMachineMoldDamageRepairMethod

Zhang Baosheng

gear shearer is important parts, due to the existing conditions,tooth block die life is low, this paper analyzes the damage reason of tooth die sets out, put forward by surfacing welding wear mold repair method, and will be used in the actual production technology in.

gear base;surfacing；J107Cr

张宝盛，技师，鸡西煤矿机械有限公司。

1672-6758(2012)07-0087-1

TD421.6

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