Komatsu

Análisis y discusión

Uno: Análisis de fuerza La superficie de trabajo del diente del cucharón está en contacto con el material excavado y la fuerza es diferente en las diferentes etapas de trabajo en un proceso de excavación completo. Cuando la punta del diente toca por primera vez la superficie del material, la punta del cubo recibe un impacto más fuerte debido a la velocidad más rápida. Si el límite elástico del diente es bajo, se producirá una deformación plástica en la punta. A medida que aumenta la profundidad de excavación, cambiará la fuerza de los dientes del cucharón. Cuando el diente del cucharón corta el material, el diente del cucharón y el material se mueven entre sí y se genera una gran fuerza de compresión positiva en la superficie, lo que genera una fuerza de fricción relativamente grande entre la superficie de trabajo del diente del cucharón y el material. .
Si el material es roca dura, hormigón, etc., la fuerza de fricción será grande. La acción repetida de este proceso produce diversos grados de desgaste superficial en la superficie de trabajo del diente del cucharón, lo que a su vez produce surcos profundos. Si la composición de los dientes del cucharón es buena o no, afecta la vida útil de los dientes del cucharón. La presión positiva de la cara de trabajo delantera es obviamente mayor que la de la cara de trabajo trasera. La cara de trabajo frontal está muy desgastada. Se puede juzgar que la presión positiva y la fricción son los principales factores mecánicos externos de la falla del diente del cucharón, que juegan un papel importante en el proceso de falla.

Dos: Análisis del proceso Tome dos muestras de las caras de trabajo delantera y trasera, respectivamente, y muélelas para probar la dureza. Se encuentra que la dureza de la misma muestra es muy diferente y el juicio preliminar es que el material es desigual. Las muestras fueron molidas, pulidas y corroídas, y se encontró que había límites obvios en cada muestra, pero los límites eran diferentes. Desde un punto de vista macro, el entorno es de color gris claro y la parte media es de color más oscuro, lo que indica que es probable que la pieza sea un molde de incrustación. En la superficie, la parte adjunta también debe ser una incrustación. Las pruebas de dureza se llevaron a cabo en ambos lados del límite en el probador de dureza digital Rockwell HRS-150 y el probador de microdureza digital MHV-2000, y las diferencias eran obvias.
El análisis anterior demuestra que el diente es una estructura de inserción. La parte cerrada es el inserto y la parte circundante es la base. La composición de los dos es similar y están aleados con elementos como Cr, Mn, Si, y la composición principal de la aleación (fracción de masa, %) es 0.38C, 0.91Cr, 0.83Mn, 0.92Si. Las propiedades mecánicas de los materiales metálicos dependen de la composición del material y del proceso de tratamiento térmico. La composición es similar pero la dureza es diferente, lo que indica que los dientes del cucharón se pusieron en uso sin tratamiento térmico después de la fundición. Las siguientes observaciones organizativas también prueban este punto.

Tres: Análisis de microestructura. La observación metalográfica muestra que la matriz es principalmente una estructura de escamas negras, y la estructura de incrustación está compuesta de bloques blancos y escamas negras, y hay más estructuras de bloques blancos lejos del área de la sección transversal. Prueba adicional de microdureza Se ha comprobado que la estructura masiva blanca es ferrita y la estructura de escamas negras es troostita o una estructura mixta de troostita y perlita. La formación de ferrita a granel en el inserto es similar a la formación de parte de la zona de transición de fase en la zona afectada por el calor de la soldadura. Debido al calor del metal fundido durante el proceso de fundición, esta región se encuentra en una región de dos fases de austenita y ferrita, donde la ferrita crece completamente y su estructura se mantiene a temperatura ambiente. Debido a la pared relativamente delgada de los dientes del cucharón y al gran volumen del inserto, la temperatura en el centro del inserto es baja y no se forma ferrita grande.

Cuatro: Análisis de rendimiento La prueba de desgaste del probador de orejas MLD-10 w muestra que la resistencia al desgaste de la matriz y el inserto en las condiciones de prueba de desgaste abrasivo de pequeño impacto es mejor que la del acero 45 templado. Al mismo tiempo, la resistencia al desgaste de la matriz y el inserto es diferente, y la matriz es más resistente al desgaste que el inserto. La composición en ambos lados de la base y los insertos están cerca, y se puede ver que los insertos en los dientes del cucharón juegan principalmente el papel de hierro frío. En el proceso de fundición, los granos de la matriz se refinan para mejorar su fuerza y ​​resistencia al desgaste. Debido a que el inserto se ve afectado por el calor de fundición para producir una estructura similar a la zona afectada por el calor de la soldadura, no juega un papel en la mejora de la resistencia al desgaste. Si se lleva a cabo un tratamiento térmico adecuado después de la fundición para mejorar la estructura de la matriz y los insertos, la resistencia al desgaste y la vida útil de los dientes del cucharón mejorarán significativamente.

En conclusión

Uno: el material del diente del cucharón es de acero de baja aleación resistente al desgaste, que es más adecuado para los dientes del cucharón. Sin embargo, debido a la falta del tratamiento térmico necesario, la organización de los dientes del cucharón es desigual, el inserto no desempeña el papel que le corresponde y la resistencia general al desgaste de los dientes del cucharón es deficiente, lo que conduce a fallas prematuras.

Dos: se recomienda normalizar adecuadamente las piezas fundidas después de la fundición para mejorar la estructura y el rendimiento y aumentar la vida útil. Después de un tratamiento térmico razonable de la pieza fundida, en las mismas condiciones de trabajo, la vida útil de los dientes del cucharón aumenta en casi 2 t veces.