CN1920187A

CN1920187A - 一种平地机刮刀的制造方法

Info

Publication number: CN1920187A
Application number: CN 200610127077
Authority: CN
Inventors: 肖红路
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: CN1920187B

Abstract

一种平地机刮刀的制造方法，工序如下：(1)在炼钢炉中冶炼耐磨钢，并将熔融钢水浇注到压铸设备钢模中；(2)压铸设备对钢模进行压力铸造，使钢水在钢模中缓慢冷却成型的过程中，材料密实，避免产生疏松和气泡；(3)用传送装置将工件输送到另一设备，固定工件后，热冲压安装孔，同时在该设备中自然冷却；(4)工件冷却到淬火温度时，该设备对工件进行热处理，以提高表面硬度和内部韧性；(5)工件冷却到完全固化温度后，传送到待验区，并在其冷却到室温后进行整理后，入库。该方法能解决现有技术的各种缺陷，在保证刮刀质量(尺寸精度符合设计要求、耐磨性能好)的前提下，简化加工工序，降低制造成本，使得刮刀价廉物美，以满足市场需求。

Description

一种平地机刮刀的制造方法

技术领域

本发明涉及一种新的平地机刮刀的制造工艺，确切地说，涉及一种工程机械一平地机-的主要配件刮刀的加工制造方法，属于金属产品的机械加工成型的技术领域。

背景技术

平地机是一种以刮刀为主，再配以其他多种可更换的作业装置，进行土地平整和整形作业的公路施工机械。作为一种多用途的连续作业式的土方机械，平地机的刮刀(又称刀片)是其最重要的配件和易磨损件。在公路施工中，通过连续改变刮刀的平面角和倾斜角，或者使刮刀向任意一侧伸出，平地机可以完成下述各种土地平整和整形作业：进行路基基底处理，完成草皮或土地表层的剥离；从道路两侧取土，填筑路堤；整修路堤的断面；刮整边坡；开挖路槽和边沟；在路基上拌和、摊铺路面基层材料；还可以用平地机来整修和养护土路，清除路面积雪等。在机场和现代交通设施建设中的大面积、高精度的场地平整工程中，平地机更是其他公路施工机械所不可替代的。除了具有作业范围广、操纵灵活、控制精度高等特点外，平地机在作业过程中，其空行程时间少，通常只占15％左右，因此，其有效作业时间明显高于装载机和推土机，是一种高效的土方施工作业机械。

平地机的刮刀用于平地机作业时切削土壤，它比推土机的铲刀更加灵活和用途广泛，也是平地机作业时磨损量或消耗量最大的配件。因为必须依靠刮刀来刮掉不平地面的多余部分，所以刮刀的磨损非常严重。据统计，一台平地机通常一个月左右就要更换一付新刮刀(两片)。近几年，平地机正以平均每年2000台左右的速度进入国内市场，加上市场原来的保有量，国内社会上现在存有约1万台平地机。按50％利用系数计算，大概有5千台平地机用于工地施工。如此计算下来，每年刮刀的市场需要量就达12万片。为了提高刮刀耐磨性能，以延长刮刀使用寿命，各个刮刀生产企业都想了很多办法来改进之。下面分别简要介绍之：

现在，大多数刮刀生产企业(约为70～80％)采用传统加工方法(参见图1所示的其加工路线图)。它的工艺路线是：购置65Mn钢板后，切割下料成条形，送热处理炉焖火，再送到压力机上冷压成型(R280)，然后送到刨床上刨削刮刀前端的坡口和刀口(其长度分别为30、5)，再送到机床上钻孔、划窝、冲方(Φ30×80°，17.5×17.5)，最后再沿刃口向上50mm的长度进行热处理淬火，使之表面硬度达到HRC40～55(刮刀的零件图如图6所示)。

第二种现有技术的制造刮刀的技术方案是直接铸造法(参见图2所示的其加工路线图)，即用冶炼出来的合金钢钢水直接铸造于砂箱成型，再取出铸件，冷却后进行热处理淬火，最后进行表面清理。

第三种现有技术的制造刮刀的技术方案是表面喷涂硬质合金(参见图3所示的其加工路线图)，即先用普通结构钢钢材按照第一种加工工艺(省却热处理淬火工序)加工成型后，再在刮刀的承磨表面喷涂耐磨硬质合金。

上述三种现有技术都存在明显的不足，具体表现为：第一种现有技术的工序多，且需要进行两次热处理，费工又费时，加工成本高。第二种生产工艺虽然加工成本较低，但因为砂型铸造尺寸精度低，淬火变形大，刮刀的尺寸公差和平直度不能得到可靠保证，其产品不能用于精平整。第三种现有技术虽然能够保证刮刀的尺寸公差和平直度，但是因为耐磨硬质合金的材料费和喷涂费都很高，使得生产成本昂贵，影响其市场占有率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种平地机刮刀的制造方法，该方法能够解决刮刀现有生产工艺存在的各种缺陷，在保证刮刀质量(尺寸精度合乎设计要求、耐磨性能好)的前提下，简化加工工序，降低制造成本，使得刮刀价廉物美，以满足市场需求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种平地机刮刀的制造方法，其特征在于：包括下列工序：

(1)在炼钢炉中冶炼耐磨钢，并将熔融的钢水浇注到压铸设备的钢模中；

(2)压铸设备对钢模加压，进行压力铸造，以使钢水在钢模中缓慢冷却成型、达到刮刀成品外部轮廓的过程中，材料密实，避免产生疏松和气泡；

(3)经由传送装置将工件输送到另一设备，固定工件后，热冲压安装孔，同时在该设备中自然冷却；

(4)当工件冷却到淬火温度时，该设备对工件进行热处理，以提高表面硬度和内部韧性；

(5)当工件冷却到完全固化温度后，传送到待验区，并在其冷却到室温后进行整理后，入库。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种平地机刮刀的制造方法，其特征在于：包括下列工序：

(1)在炼钢炉中冶炼耐磨钢，并将熔融的钢水浇注到铸造设备的钢模中；

(2)在铸造设备的钢模中，钢水缓慢冷却成型；

(3)铸造工件脱模后，被送到热轧机，轧制成刮刀成品外部轮廓尺寸，以使工件材料密实，避免或减少疏松和气泡；

(4)经由传送装置将工件输送到另一设备，固定工件后，热冲压安装孔，同时在该设备中自然冷却；

(5)当工件冷却到淬火温度时，该设备对工件进行热处理，以提高表面硬度和内部韧性；

(6)当工件冷却到完全固化温度后，传送到待验区，并在其冷却到室温后进行整理后，入库。

所述耐磨钢是刮刀在切削土壤时，具有高强度耐磨性能的合金钢，至少包括低合金耐磨钢、高锰耐磨钢、或铸造耐磨钢，该钢材经过淬火热处理后，金相组织发生变化，表层具有高硬度、内部仍保持良好的韧性，以使其在工作状态受到土壤的强烈冲击、挤压下，表面硬化层具有高强度的耐磨性能。

所述工序(4)或(5)中，对工件进行淬火热处理时，该工件应被模具夹紧固定，以防热处理过程中的工件变形。

所述工序(4)或(5)中，进行淬火热处理时的工件温度为850～1200℃。

无论采用哪种工艺方法制造平地机刮刀，衡量平地机刮刀质量的技术指标通常主要是两项：首先，其形位公差和尺寸公差都必须达到设计图纸要求(参见图6)，而且，从技术角度考虑，刮刀越平直，平地机的土地平整精度和平整效率就越高；再者，刮刀材料越耐磨，其使用寿命就越长。而从经营角度考虑，在满足技术指标的前提下，刮刀的制造成本越低，产品的销售竞争力就越强。

综观目前国内的平地机刮刀的各种制造方法，有的工艺复杂，制造成本高；有的不能保证刮刀的尺寸精度。能否找到一种新的制造方法，在保证刮刀质量(尺寸精度符合要求、耐磨性能高)前提下，制造成本又比较低廉呢？本发明就是为了解决这一技术难题而研究开发的一种较好的平地机刮刀制造工艺。

本发明平地机刮刀的制造方法的优势之一是选用冶金行业近年来研制成功的新钢种一耐磨钢来替代传统的65Mn钢。因为65Mn钢主要用于制作弹簧，其特点是热处理后硬度大、强度高、耐疲劳。而平地机刮刀主要用其热处理后的材料硬度。由于耐磨钢是专用于耐磨工况而研制的钢材，不但其成本低于65Mn钢，而且耐磨性能好；但是，由于不同研制单位生产的耐磨钢的化学成分互不相同，其热处理技术规范也不尽相同，故本发明对耐磨钢的具体成分和配比没有特别规定和限制。另一个65Mn钢所不具备的特点是：当耐磨钢和硬土摩擦时，其表面会越磨越硬。现在，国内装载机的大多数生产厂家，都把装载机铲斗的斗刃板从65Mn钢改换为耐磨钢，使斗刃板的使用寿命提高到原来的1.2倍，就是该性能的最有说服力的证明。由于多数耐磨钢在热处理时变形较大，所以本发明的另一个特色是采用将刮刀固定在模具内进行淬火热处理。这样，本发明工艺生产的刮刀尺寸精度完全能够满足图纸要求。其原因首先是它近似于压力铸造(该工艺用于制造刮刀属于国内首创)或者采用普通铸造加热轧的复合工艺，再者淬火热处理时，刮刀被固定在模具内，能够保证其尺寸精度。另外，在制造成本上，本发明也明显低于前述第一种和第三种现有技术，主要原因是：工件不需要反复加热，只是利用铸造余热就可完成全部热处理工序，充分利用热能，符合节能、环保理念。因为采用一次压铸成型或者是普通铸造加热轧压制，无须多次进行机加工，材料利用率高，加工工艺环节少、费用低，所采用的耐磨钢材料费加上冶炼成本后，仍然低于弹簧钢(65Mn钢)或碳素结构钢钢板的费用。总之，本发明采用国内新近研制的新材料，再将机械行业的几种通用加工技术进行创新组合，构成一种工序简单、材料和制造成本低廉、节约能耗、产品质量好(尺寸精度符合要求、耐磨性能高)的平地机刮刀先进生产工艺，因此，本发明具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1是第一种现有技术制造平地机刮刀的技术方案加工路线示意图。

图2是第二种现有技术制造平地机刮刀的技术方案加工路线示意图。

图3是第三种现有技术制造平地机刮刀的技术方案加工路线示意图。

图4是本发明制造平地机刮刀的第一种技术方案的加工路线示意图。

图5是本发明制造平地机刮刀的第二种技术方案的加工路线示意图。

图6(A)、(B)、(C)分别是平地机刮刀的截面形状结构示意图、展开示意图和安装孔放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参见图4，介绍本发明制造平地机刮刀的加工方法，包括下列工序：

(1)在炼钢炉中冶炼耐磨钢，并将熔融的钢水浇注到压铸设备的钢模中。

(2)压铸设备对钢模加压，进行压力铸造，以使钢水在钢模中缓慢冷却成型、达到刮刀成品外部轮廓的过程中，材料密实，避免产生疏松和气泡。

(3)经由传送装置将工件输送到另一设备，固定工件后，热冲压各个安装孔，同时在该设备中自然冷却。

(4)当工件冷却到淬火温度时，该设备对工件进行热处理(该热处理工艺包括淬火和回火/保温两道工序)：即模具上的淬火介质自动喷出，对刮刀进行淬火热处理，然后，再根据所选用的耐磨钢钢种的特性，对工件进行回火或保温处理，以减低或消除淬火工件的内应力，使该工件表面增加硬度、内部增加韧性；此时，该工件应被模具夹紧固定，以防热处理过程中的工件变形。热处理时的工件温度约为850～1200℃。

参见图5，介绍本发明另一种平地机刮刀的制造方法，包括下列工序：

(1)在炼钢炉中冶炼耐磨钢，并将熔融的钢水浇注到铸造设备的模具中；该设备是非压力铸造的普通铸造，因此，该铸件断面尺寸略大于刮刀断面尺寸。

(2)在铸造设备的模具中，钢水缓慢冷却成型。

(3)铸造工件脱模后，被送到热轧机，轧制成刮刀成品外部轮廓尺寸，以使工件材料密实，避免或减少疏松和气泡；其后续各个工序则与图4相同。

(4)经由传送装置将工件输送到另一设备，固定工件后，热冲压安装孔，同时在该设备中自然冷却。

(5)当工件冷却到淬火温度时，该设备对工件进行热处理(该热处理工艺包括淬火和回火/保温两道工序)：即模具上的淬火介质自动喷出，对刮刀进行淬火热处理，然后，再根据所选用耐磨钢钢种的特性，对工件进行回火或保温处理，以减低或消除淬火工件的内应力，使该工件表面增加硬度、内部增加韧性；此时，该工件应被模具夹紧固定，以防热处理过程中的工件变形。热处理时的工件温度约为850～1200℃。

(6)当工件冷却到完全固化温度后，传送到待验区，并在其冷却到室温后进行整理，然后入库。

实质上，第二个技术方案只是将第一个技术方案中的压力铸造设备改成两台设备：普通铸造设备和热轧机，其特点是降低了制造加工设备的技术难度，但设备制造的成本略有提高。

Claims

1、一种平地机刮刀的制造方法，其特征在于：包括下列工序：

2、根据权利要求1所述的平地机刮刀的制造方法，其特征在于：所述耐磨钢是刮刀在切削土壤时，具有高强度耐磨性能的合金钢，至少包括低合金耐磨钢、高锰耐磨钢、或铸造耐磨钢，该钢材经过淬火热处理后，金相组织发生变化，表层具有高硬度、内部仍保持良好的韧性，以使其在工作状态受到土壤的强烈冲击、挤压下，表面硬化层具有高强度的耐磨性能。

3、根据权利要求1所述的平地机刮刀的制造方法，其特征在于：所述工序(4)中，对工件进行淬火热处理时，该工件应被模具夹紧固定，以防热处理过程中的工件变形。

4、根据权利要求4所述的平地机刮刀的制造方法，其特征在于：所述工序(4)中，进行淬火热处理时的工件温度为850～1200℃。

5、一种平地机刮刀的制造方法，其特征在于：包括下列工序：

(1)在炼钢炉中冶炼耐磨钢，并将熔融的钢水浇注到铸造设备的模具中；

(2)在铸造设备的模具中，钢水缓慢冷却成型；

(5)当工件冷却到淬火温度时，该设备对工件进行淬火热处理，以提高表面硬度和内部韧性；

6、根据权利要求5所述的平地机刮刀的制造方法，其特征在于：所述耐磨钢是刮刀在切削、压实土壤时，具有高强度耐磨性能的合金钢，至少包括低合金耐磨钢、高锰耐磨钢、或铸造耐磨钢，该钢材经过淬火热处理后，金相组织发生变化，表层具有高硬度、内部仍保持良好的韧性，以使其在工作状态受到土壤的强烈冲击、挤压下，表面硬化层具有高强度的耐磨性能。

7、根据权利要求5所述的平地机刮刀的制造方法，其特征在于：所述工序(5)中，对工件进行热处理时，该工件应被模具夹紧固定，以防热处理过程中的工件变形。

8、根据权利要求7所述的平地机刮刀的制造方法，其特征在于：所述工序(5)中，进行淬火热处理时的工件温度为850～1200℃。