试验背景
销轴联接是工程机械工作或行走装置中两相对运动部件铰接的主要形式,在机械工作过程中,销轴长期暴露在大气中,如果无合适的防锈措施,销轴会严重生锈,给用户和维修人员造成较大的困难,
以推土机的铲刀与其机架铰接的销轴为例,通过对各种热处理工艺的销轴进行QPQ和离子氮化处理,并通过疲劳试验、微观组织观察,以探索适用于大载荷销轴防锈技术的应用研究。
该销轴受力较大,长期使用会发生生锈、蠕变等问题,销轴材质为40Cr,基体热处理状态为调质,表面为淬火状态,其硬度为HRC52~58。
目前,推土机大载荷销轴的防锈方法主要包括磷化、发黑、电镀、镀锌或渗锌和达克罗表面处理,与电镀、镀锌表面处理工艺相比,磷化、发黑处理工艺的零部件的耐磨性和耐腐性较差。
一般在大气暴露的潮湿环境下,推土机工作6~8个月左右,外露的销轴表面将出现磨损和锈蚀现象。
另外,电镀、镀锌工艺的镀层厚度为10~110μm,镀层均匀性好且耐腐性好,但由于该工艺会给环境造成一定的污染,达克罗处理是一种比较环保的表面处理工艺,但资源少且生产成本高昂。
QPQ处理工艺实现了渗碳氮工艺和氧化工艺的复合,其处理后的金属表面组织为氮化物和氧化物的复合,该技术可以大幅度提高金属表面的耐腐蚀性,且工件热处理后的变形极小,是一种新的金属表面强化改性技术。
另外,该处理技术还有节能、绿色环保化的特点,针对QPQ处理工艺的销轴在推土机上应用的可行性进行试验研究。