手持式捆扎機(jī)觀被越來越多的行業(yè)廣泛使用在產(chǎn)品包裝工序上，冶金行業(yè)就是其中之一,。目前,，在鋼廠、冶煉廠等企業(yè),，利用手持式捆扎機(jī)對(duì)各種規(guī)格的金屬材料如管材,、棒材、板材,、卷材和有色金屬坯錠等進(jìn)行包裝,。張緊輪是手持式捆扎機(jī)的關(guān)鍵零部件，作用是將包裝用鋼帶在瞬間拉緊,，捆住金屬材料產(chǎn)品,。服役條件主要是承受壓力、摩擦力,、沖擊力等多種交變力的作用,，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用壽命。

文中對(duì)國產(chǎn)和進(jìn)口2種張緊輪在生產(chǎn)現(xiàn)場上進(jìn)行了工藝試驗(yàn),，從材料選用,、金相組織,、磨損表面形貌等方面做了對(duì)比分析和研究。

1 試驗(yàn)方法

　　在某鋼廠小型材車間使用K-19A型手持式捆扎機(jī)2臺(tái),，分別安裝國產(chǎn)張緊輪Ⅰ和進(jìn)口張緊輪Ⅱ各3組。捆扎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：牽引力≥2600N,，張緊輪轉(zhuǎn)數(shù)≥50r／min,；捆扎完成時(shí)間≤8s。包裝用鋼帶寬度和厚度為19mm×0.6mm符合GB4173標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,。對(duì)Φ40無縫鋼管進(jìn)行包裝,，捆扎成品外徑為≥Φ500mm。按試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn),，試驗(yàn)至張緊輪失效為止,，將使用壽命列入表1。

　　從表1可以看出,，Ⅰ樣機(jī)的張緊輪平均使用壽命為1.87萬次,，Ⅱ樣機(jī)的張緊輪平均使用壽命為6.11萬次。進(jìn)口張緊輪的使用壽命是國產(chǎn)張緊輪的3倍以上,。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2．1 材質(zhì)

　　在瑞士ARL光譜儀上,，對(duì)國產(chǎn)、進(jìn)口的張緊輪進(jìn)行了材質(zhì)分析,，測得的主要化學(xué)成分見表2,。

　　從表2中可見，國產(chǎn)張緊輪的材料為GCr15鉻軸承鋼,，進(jìn)口張緊輪的材料為20CrNiMo滲碳鋼,。

2．2 硬度

　　國產(chǎn)張緊輪的硬度測試是在HR-150型洛氏硬度計(jì)上進(jìn)行的。測試結(jié)果：第1個(gè)試樣3點(diǎn)硬度分別為60.5,、60,、61HRC；第2個(gè)試樣為60.5,、61.5,、61HRC；第3個(gè)試樣為59,、60,、60HRC。均值為60.4HRC,。

　　進(jìn)口張緊輪硬度測試是利用HXD-1000型顯微硬度計(jì),。由表層至心部每隔0.05mm間距測試一點(diǎn)，測量力為200g,，保時(shí)為1.5s,。測得的硬度梯度數(shù)值見表3,。

　　從表3可見，在表層最外一點(diǎn)測試的表面硬度為593HV,，該點(diǎn)是表面滲層硬度值,。第8、9點(diǎn)測試的硬度均為386HV,，說明該處是非滲層硬度值,。

2．3 金相組織

　　國產(chǎn)張緊輪使用的材料為高碳鉻軸承鋼，經(jīng)淬火和回火后具有高而均勻的硬度,，良好的耐磨性和高的接觸疲勞壽命,，但有回火脆性傾向（見圖1）。而進(jìn)口張緊輪使用的材料為20CrNiMo滲碳鋼,，它具有良好的塑性,、韌性和強(qiáng)度，經(jīng)滲碳,、二次淬火和回火后表面具有高的硬度,、高的疲勞強(qiáng)度、心部具有高沖擊韌性（見圖2和表3）,。其特點(diǎn)是接觸疲勞強(qiáng)度與表面耐磨性能明顯優(yōu)于高碳鉻軸承鋼GCr15,。

2．4 磨損表面形貌

　　在JXA-840型掃描電子顯微鏡上，對(duì)兩種張緊輪分別進(jìn)行了微觀分析,，見圖3,。圖3a為進(jìn)口張緊輪磨損后的表面形貌，呈現(xiàn)出局部剝落坑,，磨損機(jī)制主要是疲勞磨損,。圖3b為國產(chǎn)張緊輪磨損后的表面形貌，呈現(xiàn)出大面積,、較深的剝落坑,，伴有細(xì)小的疲勞裂紋，磨損機(jī)制也是以疲勞磨損為主,。很顯然,，國產(chǎn)張緊輪的磨損速率明顯高于進(jìn)口產(chǎn)品。

2．5 分析

　　國產(chǎn)和進(jìn)口的張緊輪在相同工況下,，使用壽命相差3倍之多,，除機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外（本文不作介紹），更主要是因材料選擇和熱加工工藝不同而產(chǎn)生的,。

　　雖然,，兩種材料的張緊輪分別經(jīng)熱處理后都各自達(dá)到所要求的金相組織和硬度。但其綜合性能卻存在著差異,。20CrNiMo鋼的張緊輪經(jīng)滲碳,、淬火后得到理想的綜合性能,，滿足了特定工況的使用要求。而GCr15鋼的張緊輪抗沖擊性能較弱,，易產(chǎn)生疲勞微裂紋,，所以使用壽命相對(duì)較短。

　　從兩種張緊輪磨損后表面形貌微觀分析可知,，其主要磨損機(jī)制相同均為疲勞磨損,。但磨損后表面形貌差異較大，主要原因是因?yàn)檫M(jìn)口張緊輪采用的材料為20CrNiMo滲碳鋼,，經(jīng)滲碳、淬火和回火熱處理后,，表面得到強(qiáng)化處理,，改變了組織結(jié)構(gòu)，有利于降低疲勞磨損的磨損率,。

3 結(jié) 語

　　對(duì)兩種材料加工的張緊輪,，在同一生產(chǎn)現(xiàn)場使用的結(jié)果分析認(rèn)為：（1）在材料選用時(shí)，應(yīng)選擇綜合性能與其服役工況相符合的材料,；（2）選用20CrNiMo鋼加工的張緊輪,，使用壽命比用GCr15鋼提高3倍之多。