CN101545035A - 一种高锰钢板锤和辊套爆炸硬化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高锰钢板锤和辊套的爆炸硬化处理方法，该方法所述的塑性板状炸药的特征是：主炸药为黑索金，含量为80％；粘结剂为环氧树脂，含量为18.2％；固化剂为乙二胺，含量为0.3％，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，含量为1.5％。混合炸药配方顺序为：环氧树脂→乙二胺→邻苯二甲酸二丁酯→黑索金。塑性板状炸药的贴敷厚度为4mm.采用该方法可以不仅提高了高锰钢表面硬度和耐磨性，而且制作工艺简单，可以提高设备作业效率，节约大量钢材。

Description

一种高锰钢板锤和辊套爆炸硬化方法

技术领域

本发明涉及一种高锰钢的爆炸硬化处理方法，具体涉及一种高锰钢板锤和辊套的爆炸硬化方法。该方法利用炸药爆轰产生的冲击波与金属的相互作用，在金属中产生强烈的应力波，使工件表面层一定深度范围内产生硬化效果。

背景技术

高锰钢是一种含C：0.9％～1.4％，Mn：11.5％～15％，Si：0.3％～1.0％，Cr：≤1％，Ni：≤1％，S：≤0.05％，P：≤0.10％的特种钢，在使用中有自硬效应，但初始耐磨性较低。提高高锰钢件耐磨寿命的途径有：一是调整合金的成份，即根据高锰钢的工况条件制定合理的成份范围，由于工况非常复杂，针对每一种工况研发出不同成分的高锰钢，不仅大大提高了研发的成本，而且靠改变合金成分来改善钢材内部晶体排列以提高高锰钢的表面硬度的难度是非常之大的。二是在使用之前进行预硬化，如喷丸、锤击等，但这一方法表面硬化层易产生裂纹或剥落，且对形状复杂的高锰钢件，有时是难以实现的。爆炸硬化克服了以上方法的不足，直接在现有的合金成分下对预硬化的工件进行爆炸硬化，大大提高金属的表面硬度。最新的爆炸硬化技术采用的是以硝酸为基的液体炸药，注入与工件装配好的药盒引爆而成，然而这种方法中炸药爆炸时作用于工件的力量较难控制，工件表面不同药剂量必须通过工件与药盒间的空隙厚度来控制，这样增加了药盒制作的成本和时间。申请号为200710061422.X的中国发明专利公开了一种高锰钢辙叉表面爆炸硬化工艺，该发明披露的塑性片状炸药成化为RDX，环氧树脂为粘结剂，乙二胺为固化剂及邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂，但未说明各种组分的含量，且塑性片状炸药的铺设厚度对于辙叉以外的其他工件，如板锤、辊套等并不适合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可使高锰钢板锤和辊套工件表面硬化的技术，特别是可以大幅度提高高锰钢的表面硬度和耐磨性的表面硬化技术。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：先将塑性板状炸药贴敷在高锰钢工件需要硬化的部位上，起爆后，利用炸药爆轰产生的冲击波与金属的相互作用，在金属中产生强烈的应力波，使工件表面层一定深度范围内产生硬化效果，其特征在于：所述的塑性板状炸药的主炸药为黑索金，含量为80％；粘结剂为环氧树脂，含量为18.2％；固化剂为乙二胺，含量为0.3％，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，含量为1.5％。

所述的塑性板状炸药加工工艺中混合炸药配方顺序为：环氧树脂→乙二胺→邻苯二甲酸二丁酯→黑索金。

所述的塑性板状炸药的贴敷厚度为4mm.

本发明提供的方法，具有以下有益效果：(1)可以经济、简便地提高制件硬度，避免目前常用的调整合金成分和预硬化处理方法的缺点和不足，提高高锰钢的表面硬度和耐磨性。它所使用的柔软板状炸药可根据工件表面形状而作出相应的形状，爆炸后冲击波在工件内的连续衰减能保证足够的硬化层厚度协调的硬化。(2)提高了设备作业效率、降低了工人劳动强度。(3)可以节约大量钢材。(4)爆炸时作用于工件上的力度可以由涂敷在工件上的药剂厚度来控制，控制方式优良，制作工艺简单。

具体实施方式

下面对本发明所述的高锰钢板锤和辊套爆炸硬化方法进行具体说明。

1.炸药配方

爆炸硬化要求采用爆速高、强度大、临界厚度小、并且有良好塑性、粘性和存储稳定性的塑性板状炸药，为满足上述要求，需按此炸药配方配制：主炸药为黑索金，含量为80％；粘结剂为环氧树脂，含量为18.2％；固化剂为乙二胺，含量为0.3％，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，含量为1.5％。

2.塑性板状炸药加工工艺

①称取一定量的环氧树脂，倒入容器中。

②称取一定量的乙二胺，加入上述容器中，搅拌均匀。

③称取一定量的邻苯二甲酸二丁酯，加入上述容器中，继续搅拌均匀。

④称取一定量的黑索金，倒入上述容器中，搅拌均匀。

3.起爆前的准备工作

用电动砂轮磨平工件粗糙表面，去除表面杂质和裂纹。为避免工件表面出现裂纹，应在爆破前对其表面层进行预先打磨光。

4.板状炸药的制作和涂敷工艺过程

利用调制好的粘稠状炸药混合物均匀地涂抹于水平塑料布衬底上，使其平整，制成厚度约为4mm的板状炸药。然后根据工件的不同表面，把炸药裁成不同形状的板状炸药。取预处理过的板锤和辊套，把粘性板状炸药粘敷于其上，可以轻轻压实，使其紧贴工件表面，在表面上有孔的地方，如固定板锤用的螺栓孔，可以适当减小炸药的厚度，约3.5mm，这样，一方面有利于炸药与工件表面的密贴，有效提高硬化效果，另一方面，则可以避免裂纹的出现，提高硬化质量。然后找一个合适的引爆点，一般以某平面中部为宜，此处炸药厚度可适当增加，以安装雷管和导爆索。涂敷好炸药后，把工件放置于基础上引爆。最后检测经爆炸处理后的工件特性。

5.炸药厚度

塑料板状炸药厚度为3mm时便可以达到稳定爆破。药厚为4mm时效果最好。

6.爆炸次数

爆炸前从板锤表面上测得的平均硬度值为HB1852210，从辊套表面上测得的平均硬度值为HB1902210，爆炸一次时表面硬度平均值板锤为HB2902310，辊套为HB2952320；爆炸两次时，板锤硬度可达BH3402355，辊套可达HB3352360。爆炸一次后下陷量仅为0.3～0.45mm，两次爆炸的下陷量可达0.6～0.9mm，可见两次爆炸比一次爆炸硬化深度明显增大。而且，对使用效果的观察得知，一次爆破的使用寿命约比原来提高35％以上，两次爆破则可以提高50％以上。

Claims (3)

1.一种高锰钢板锤和辊套爆炸硬化方法，先将塑性板状炸药贴敷在高锰钢工件需要硬化的部位上，起爆后，利用炸药爆轰产生的冲击波与金属的相互作用，在金属中产生强烈的应力波，使工件表面层一定深度范围内产生硬化效果，其特征在于：所述的塑性板状炸药的主炸药为黑索金，含量为80％；粘结剂为环氧树脂，含量为18.2％；固化剂为乙二胺，含量为0.3％，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，含量为1.5％。

2.根据权利要求1所述的高锰钢板锤和辊套爆炸硬化方法，其特征在于：所述的塑性板状炸药加工工艺中混合炸药配方顺序为：环氧树脂→乙二胺→邻苯二甲酸二丁酯→黑索金。

3.根据权利要求1所述的高锰钢板锤和辊套爆炸硬化方法，其特征在于：所述的塑性板状炸药的贴敷厚度为4mm。