合金化高锰钢铲齿铲唇热处理大型挖掘机、装载机的铲齿、铲唇等耐磨件一般用高锰钢铸造，铲齿及铲唇在作业过程中和物料作相对运动，实现挖掘和铲装工作，承受物料的严重冲击、穹曲应力和磨料磨损，时常发生铲齿的前期断裂事故。作者在高锰钢的生产实际中，生产的WK-4型挖掘机铲齿铸件在使用过程中曾发生断裂，生产的PH2800型电铲铲唇铸件在热处理过程中产生多处裂纹和断裂的事故。本文从铲齿及铲唇的化学成分、铸造工艺、热处理工艺等方面进行分析，总结生产过程的各个环节对铸件产生断裂和裂纹的影响，为指导实际生产提供依据。

　　1高锰钢铸件的断裂及裂纹形态是WK-4型挖掘机铲齿铸件在使用过程中发生断裂部位的示意图。从图看出，WK-4型挖掘机铲齿上部发生断裂，下部产生裂纹。是PH2800型电铲铲唇在热处理过程产生的裂纹照片，裂纹的位置主要从铲唇前端a）和装配孔处b）开始，部分裂纹形成后扩展过程中沿主裂纹的方向成一定角度形成许多细小的二次裂纹，呈菊花状形貌，宏观发现二次裂纹呈明显的氧化色，说明是在加热过程中形成的。

　　2高锰钢铸件产生裂纹和断裂的原因分析针对铲齿和铲唇发生断裂和热处理过程出现的问题，主要从化学成分、铸造工艺、热处理工艺方面进行分析。化学成分方面，对断裂的铲齿体分别进行化学成分分析。铸件要求的高锰钢铲齿的成分是在标准普通高锰钢的成分基础上，为了提高高锰钢的强度，特别是屈服强度，合金化设计中，加入了Cr、Mo等合金元素，断裂残齿的化学成分wt%）检测结4型挖掘机铲齿的断裂，分析了铲齿的铸造工艺，是生产铲齿的铸造工艺简图。可以看出，铸造时，冒口位于铲齿断裂部位的上面，即铲齿的工作面上。分析认为，冒口位置不合适，一方面冒口在工作面上，容易产生铸造缺陷，对使用影响较大，另一方面，工作面上的冒口，铸造时冒口较难定位，易造成冒口位置偏移，如果靠近定位筋，浇注后凝固过程补缩时会造成冒口与定位筋之间存在较大的应力，容易产生裂纹。

　　热处理工艺方面，由于高锰钢合金含量高，导热性差，线收缩大，热处理加热过程会产生较大的热应力，同时铸态组织中形成的碳化物由于强度低，脆性大，显著地降低了钢的塑性和韧性，易使铲齿和铲唇铸件产生开裂，因此对高锰钢水韧处理时要对加热速度有严格的要求。观察铲齿铸件断口形貌和铲唇裂纹形貌，均发现断口及其裂纹有氧化色，说明热处理过程加热速度过快是造成铸件产生裂纹的主要原因。

　　是铲装机铲齿铸件断裂残体所取冲击试样的金相组织，铲齿金相组织中并没有块状或网状碳化物相存在，只有少量的呈细小弥散分布的碳化物，但晶粒较大，随炉试样吸收的冲击功Ak）检测结果为：216、202、183，布氏硬度205HB，具有较高的冲击韧度，冲击韧度和硬度满足高锰钢国家标准（GB/T5680- 1998）规定的冲击韧度及硬度的要求。

　　3工艺的改进鉴于化学成分满足要求，主要从铸造工艺和热处理方面进行改进。

　　铸造工艺方面，对于WK-4型挖掘机铲齿铸件，改变浇冒口位覃如所示），与原工艺相比，冒口位置发生变化，分型面也发生变化，冒口放在热节圆处，有利于补缩和冒口安放，避免放在工作面，铲齿内腔的型芯采用锯末砂，增加型芯的退让性，浇注后10h以后开箱，以减少铸件凝固时的热应力。

　　热处理工艺方面，由于高锰钢导热性差，热处理加热时对加热速度的要求较为严格，但对于实际生产中的热处理炉，加热速度无法控制，因此，热处理工艺由原来的加热过程650C―次保温，改为采用阶梯形的加热曲线，每隔100C间隙保温2h，以增加铸件内外的温度均匀性，减少热应力。

　　高锰钢水韧处理组织应为单相奥氏体组织，无磁性，但对断裂的铲齿残体进行检查，发现残齿铸件断口的芯部无磁性，而铲齿表面却有磁性，说明铸件在热处理过程由于加热温度高，铲齿和铲唇铸件壁时间/h改进后的热处理工艺热处理工艺改进使用。维修ZL50型轮式装载机变速器罕见故障及处理方法三明齿轮箱有限责任公司李芳慧我公司为装载机用齿轮和变速器的专业生产厂家，本人常年在变速器生产第一线工作，在多年的工作中，遇见并处理了一些非典型的故障，现从中挑选较为罕见的几例，详细描述故障表现、处理过程及结果，供同行，不当之处敬希指正。

　　1.1故障表现该机在工作ih后，变速器油温升高到油温表的极限值，随后各挡工作压力快速下降，most后芫全没有压力，整机停在工地无法移动，水箱内冷却水开锅，变速器外表冒烟，靠近箱体约40~50cm处，有灼热感。持续用冷水喷淋变速器使其冷却或停机等待约2~3h，重新启动后，又可以正常工作。

　　1.2故障分析根据变速器的故障表现初步判定可能有以下几种原因：变矩器内元件损坏。因轴用挡圈断裂或轴承损坏，造成变矩器内泵轮、涡轮和导轮之间发生摩擦，产生发热和工作无力现象。

　　变速器液压系统各管路内有杂质造成阻塞，引起油路不畅，油液在截面积急剧变化的管路内流动，引起油温急剧升高。

　　―挡或倒挡主、从动摩擦片间发生打滑，引起高温。

　　散热器内热交换管积垢太多，无法形成热交换，变矩器产生的热量无法正常散发，引起高温。

　　变速器选用的油液不对或为劣质油。

　　13维修过程根据上述分析结果，首先检查了变矩器内泵轮、导轮和涡轮，更换了摩擦片、液压胶管和散热器，用钻头和钢丝刷等工具清洗箱体内各油孔，装配时重新测量各部位的间隙，各项工作都做得非常仔细而小心，most后加入6号液力传动油，重新装机进行铲土试验，结果故障依旧，没有任何改善。

　　上述处理过程系针对装载机变速器油温过高的常规方法，而且一般经过如此细致小心的检查，照例应该没有问题才对，可事实上却毫无效果。由此较厚，加热和保温时间较长，造成表面脱碳，水冷时因脱碳造成表面碳量降低，冷却过程中发生马氏体相变，形成马氏体组织，产生磁性。也指出，ZGMn13试样在1 050°Cx0.5h~6h保温，表面碳量已经降到075%~0 35%，水淬后表面会出现马氏体组织。一般水韧处理的高锰钢铸件不进行回火，以防碳化物析出，但脱碳表面由于形成马氏体组织，不回火时，淬火态不回火马氏体脆性较大，因此对水韧处理后的高锰钢铸件进了200C低温回火，使表面形成的马氏体转变为回火马氏体组织，降低马氏体脆性，提高铸件的韧性，200C低温回火不会析出粗大的碳化物。

　　金相组织观察表明，低温回火形成的碳化物呈细小而弥散分布，可以提高耐磨性，对降低冲击韧性的作用较小。

　　4结束语通过改变铸造工艺，特别是浇冒口位置，热处理工艺采取等温阶梯加热、低温回火等措施有效地消除了高锰钢铸件的断裂现象，在实际应用中取得了良好的效果。