CN101974873A - 一种矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，首先采用硅锰钢铸造呈“凸”字形环轨毛坯，再通过机械精加工成环轨成品；所述硅锰钢由以下组分制得：碳0.14～0.25％，硅0.8～2.0％，锰0.8～2.0％，铬0.35～1.2％，硫≤0.025％，磷≤0.025％，余量为铁和不可避免的杂质，以重量百分比计。本发明以铸造的方法替代锻造方法，铸造毛坯截面形状与成品接近，呈“凸”字形(预留加工余量)，铸件尺寸容易控制，加工余量比较小和均匀；由于采用更高强度等级的材料代替原环轨材料，机械性能和使用性能不低于原锻件材料水平。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法。
背景技术
大型矿用挖掘机的回转支承装置一般都采用圆锥形滚子、滚道结构型式，该结构为圆盘形滚道，又称环轨。环轨须具有高强度和耐磨性能。由于整个环轨的直径很大，采用分段式制成，由多段弧形环轨组合而成。每段环轨的截面呈“凸”字形，是采用优质合金钢锻造后加工而成。受锻造工艺和精度限制，加工时先加工成截面为“口”字形的环轨锻件毛坯，然后再精加工。这种加工方法得到的环轨锻件毛坯的后续加工余量很大，会造成原材料浪费大，而且机械加工工作量大，生产周期长，制造成本高。
如果采用铸造的方法加工，直接将铸造毛坯截面形状加工成与成品接近，呈“凸”字形，加工余量会大大降低，且铸件的尺寸会比较容易控制。但是受原料限制，现有的材料铸造成的环轨机械性能和使用性能都不能满足生产使用的需要。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度、耐磨性好的矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法。
技术方案：本发明所述的矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，首先采用硅锰钢铸造呈“凸”字形环轨毛坯，再通过机械精加工成环轨成品；所述硅锰钢由以下组分制得：碳0.14～0.25％，硅0.8～2.0％，锰0.8～2.0％，铬0.35～1.2％，硫≤0.025％，磷≤0.025％，余量为铁和不可避免的杂质，以重量百分比计，其中，硫、磷为杂质含量，越低越好。
所述硅锰钢的成分中，所述碳优选为0.16～0.20％，所述硅优选为1.4～1.6％，所述锰优选为1.4～1.6％，所述铬优选为0.4～0.6％。
所述硅锰钢的成分中，所述碳更优选为0.18％，所述硅更优选为1.5％，所述锰更优选为1.5％，所述铬更优选为0.5％。
本发明硅锰钢在冶炼、浇注、热处理等生产过程与其它钢材类似，只需控制化学成分和热处理冷却时间、温度即可。所述硅锰钢的制备方法具体为：将上述组分经过如下步骤制得：
步骤1，冶炼：使用电炉冶炼，炉外精炼；
步骤2，根据需要铸造；
步骤3，热处理：淬火：常压下，900～950℃，水冷至300℃出水；回火：常压下，300～350℃，保温4小时，出炉。
有益效果：本发明与现有技术相比的有益效果：(1)本发明以铸造的方法替代锻造方法，铸造毛坯截面形状与成品接近，呈“凸”字形(预留加工余量)，铸件尺寸容易控制，加工余量比较小和均匀；由于采用更高强度等级的材料代替原环轨材料，机械性能和使用性能不低于原锻件材料水平；(2)本发明加工方法以铸件毛坯代替毛坯，提高了材料利用率，节省了原材料，减小了机械加工工作量，缩短生产周期，降低制造成本，以在10立方米挖掘机上使用为例，原材料利用率提高25％，机械加工余量仅为原方案的35％；(3)本发明使用的硅锰钢的化学成分采用较低含量的碳和新的合金元素配比，然后经过优化热处理工艺后，能够同时提高硅锰钢的强度和塑性，由于化学成分中含碳量较低，使得材料具有很好的焊接性能；硅锰钢的成分中不含贵金属合金，因此生产成本较低，具有经济性；(4)本发明使用的硅锰钢经过检测，其力学性能良好，完全符合原锻件材料水平，检测数据见表1：
表1 本发明硅锰钢的力学性能数据
| Re(MPa) | Rm(MPa) | A(％) | Akv(J) | HBW |
| 1000～1600 | 1200～1800 | ≥10 | ≥30 | 320～440 |
附图说明
图1为原锻件加工示意图；
图2为本发明铸件加工示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过最佳实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：如图2所示，一种矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，首先采用硅锰钢铸造呈“凸”字形环轨毛坯，再通过机械精加工成环轨成品；与图1的原锻件加工相比，环轨加工余量大大降低，节省了原材料，减小了机械加工工作量。图中，1为环轨加工余量部分，2为环轨成品截面。采用更高强度等级的材料代替原环轨材料，机械性能和使用性能不低于原锻件材料水平，采用的硅锰钢由以下组分制得：碳0.18％，硅1.5％，锰1.5％，铬0.5％，硫0.01％，磷0.01％，余量为铁和不可避免的杂质，以重量百分比计。
所使用的硅锰钢的制备方法为：
步骤1，冶炼：使用电炉冶炼，炉外精炼；
步骤2，根据需要轧制或铸造或锻压；
步骤3，热处理：淬火：常压下，900～950℃，水冷至300℃出水；回火：常压下，300～350℃，保温4小时，出炉。
实施例2～5：一种矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，其制备方法同实施例1，不同点在于使用的硅锰钢的组分的含量不同，各组分的含量见表2。
表2 实施例2～5中各组分的含量，以重量百分比计；
| 实施例 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 碳％ | 0.14 | 0.16 | 0.20 | 0.25 |
| 硅％ | 0.8 | 1.4 | 1.6 | 2.0 |
| 锰％ | 0.8 | 1.4 | 1.6 | 2.0 |
| 铬％ | 0.35 | 0.4 | 0.6 | 1.2 |
| 硫％ | 0.025 | 0.015 | 0.01 | 0.008 |
| 磷％ | 0.025 | 0.02 | 0.01 | 0.005 |
余量为铁和不可避免的杂质。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (3)
1.一种矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，其特征在于：首先采用硅锰钢铸造呈“凸”字形环轨毛坯，再通过机械精加工成环轨成品；所述硅锰钢由以下组分制得：碳0.14～0.25％，硅0.8～2.0％，锰0.8～2.0％，铬0.35～1.2％，硫≤0.025％，磷≤0.025％，余量为铁和不可避免的杂质，以重量百分比计。
2.根据权利要求1所述的矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，其特征在于：所述硅锰钢的成分中，所述碳为0.16～0.20％，所述硅为1.4～1.6％，所述锰为1.4～1.6％，所述铬为0.4～0.6％。
3.根据权利要求2所述的矿用挖掘机回转支承环轨的加工方法，其特征在于：所述硅锰钢的成分中，所述碳为0.18％，所述硅为1.5％，所述锰为1.5％，所述铬为0.5％。
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