CN103612070B - 吊带钩钩体的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吊带钩钩体的制造工艺，首先通过涡流探伤对圆棒料进行表面探伤检验，剔除缺陷者，以消除吊带钩钩体表面出现分层状裂纹的缺陷。将合格棒料进行切割下料，进行加热模锻，冷却，去毛边，热校正，去氧化皮，冷矫正，在连续退火炉中退火，冷却，机械加工，最后进行淬火处理，获得吊带钩。

Description

吊带钩钩体的制造工艺

技术领域    

本发明涉及起重吊具的制造工艺，具体涉及吊带钩钩体的制造工艺。

背景技术   

如图1和图2所示，吊带钩包括钩体、保险装置3以及挡销4，钩体由钩部1和C形头部2构成，C形头部包括第一端部5、第二端部6以及连接第一端部和第二端部的用于被吊带环绕的中间直段7，C形头部的开口朝下，钩部的上端部和C形头部的第一端部连接，钩体为一体结构。钩体还具有钩部弯曲部8和钩部钩底9。该吊带钩能够充分发挥吊带的使用性能，也提高了吊装的稳定性。

发明内容   

本发明要解决的技术问题是提供一种吊带钩钩体的制造工艺。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种吊带钩钩体的制造工艺，吊带钩的钩体由钩部和C形头部构成，C形头部包括第一端部、第二端部以及连接第一端部和第二端部的用于被吊带环绕的中间直段，C形头部的开口朝下，钩部的上端部和C形头部的第一端部连接，钩体为一体结构；钩体还具有钩部弯曲部和钩部钩底；

钩体通过以下步骤制造：

1）使用涡流探伤设备对23MnNiMoCr54材质的Φ80mm圆棒料逐根进行表面探伤检验，将表面缺陷者剔除，表面探伤检验合格者进入下道工序；

2）将合格棒料进行切割下料，坯料尺寸Φ80mm×450 mm；

3）采用中频感应加热将坯料加热到1180℃，在冲床上将加热后的坯料折弯使其与钩体的弯曲形状基本一致；用加热炉对预锻模加热至300℃；用加热炉对终锻模加热至260℃；

4）预锻模采用水平分模，上下模对称，预锻温度1150℃，进行预锻；

5）终锻模采用水平分模，上下模对称，上模和下模上均开有沟通钩体钩部弯曲部对应模腔和外界的Φ2mm排气孔，排气孔的一个端口位于钩体钩部弯曲部对应模腔底部，终锻温度890℃，进行终锻；

6）将锻件埋入灰中冷却，埋入深度大于40cm，当锻件冷却至150℃时出灰，然后空冷至室温；

7）采用切边模将多余毛边去除；

8）采用中频感应加热将锻件加热至750℃，然后放入校正模中进行热校正；

9）将锻件冷却，去除氧化皮；

10）放入冷矫正模中进行冷矫正，冷矫正模采用水平分模，上冷矫正模和下冷矫正模对称；

11）将锻件放入连续退火炉中退火处理，按照锻件在炉内运行方向，连续退火炉顺次分为第一温度段、第二温度段、第三温度段以及第四温度段，锻件位于各个温度段的时间分别为0.5h、0.5h、4.5 h和0.5h，第一温度段、第二温度段、第三温度段以及第四温度段的温度分别为600℃、650℃、680℃和610℃；氮气气氛下进行退火处理，锻件出炉空冷至室温；

12）进行机械加工；

13）进行淬火处理。

上述吊带钩钩体的制造工艺，步骤13）淬火处理的具体方法如下：

采用中频感应加热器将锻件加热，中频感应加热器包括预热段、奥氏体化段和均温段，锻件淬火入水前的温度采用红外线测温，锻件淬火入水前的温度为880-900℃。

上述吊带钩钩体的制造工艺，步骤2）的切割方法为：将合格棒料放置在纵向延伸的无动力水平输送滚筒线上，滚筒线前方设有供棒料穿过的后夹持机构和前夹持机构，后夹持机构和前夹持机构均能在夹紧棒料和松开棒料两种作用状态下切换，前夹持机构前方设有直动式行程开关，激光切割机切割头的喷嘴位于前夹持机构和直动式行程开关之间，喷嘴和直动式行程开关的纵向距离为下料长度，前夹持机构靠近喷嘴；后夹持机构夹紧棒料并前行至当棒料前端碰触直动式行程开关时，前夹持机构夹紧棒料，后夹持机构松开棒料并后退复位，切割头切割棒料，完成一次切割工序，接着，后夹持机构夹紧棒料，前夹持机构松开棒料，后夹持机构带动棒料前行至当棒料前端碰触直动式行程开关时，前夹持机构夹紧棒料，后夹持机构松开棒料并后退复位，切割头切割棒料，完成下一次切割工序，如此循环往复，完成坯料下料作业。

上述吊带钩钩体的制造工艺，步骤2）的切割方法为：

首先用电弧焊环绕棒料的切割部位焊接18mm宽的含碳量0.15%-0.18%软钢焊层，然后采用乙炔-氧气切割棒料的切割部位，切割23MnNiMoCr54的深度为6mm；再用电弧焊环绕棒料的切割部位焊接18mm宽的含碳量0.15%-0.18%软钢焊层，然后采用乙炔-氧气切割棒料的切割部位，切割23MnNiMoCr54的深度为6mm；重复操作直至完成切割。

上述吊带钩钩体的制造工艺，步骤9）中锻件冷却方法为：将锻件置于水雾中，水雾由双路内混式气动喷嘴产生，双路内混式气动喷嘴的气液比为0.6kg/kg，喷雾液滴尺寸：70μm≤质量中位数直径≤90μm。

上述吊带钩钩体的制造工艺，步骤13）后对钩部钩底进行高频感应堆焊，先堆焊过渡层，过渡层材料为08Mn2Si，再堆焊表面工作层，表面工作层材质50Cr5W9Mo2V。

上述吊带钩钩体的制造工艺，将获得的终产品进行喷砂处理，然后热水洗和热风干燥，接着置于助镀剂中40s，将捞出的锻件放入温度维持在130℃的烘干坑中烘干，每隔30s检查干燥程度，直至充分干燥为止；将干燥的锻件浸入热镀槽锌液中镀锌，锌液温度维持在450℃，浸锌时间为50-55s；镀锌完毕的锻件用35℃洁净压缩空气吹扫冷却。

上述吊带钩钩体的制造工艺，助镀剂温度维持在70℃，每升助镀剂的组分为：丙二醇5g/L、七水合硫酸锌12g/L、氯化锌50g/L、甘油5g/L、六水合硫酸镍3g/L、氯化钾50g/L、硝酸钠2g/L、硼酸10g/L、五水合硫代硫酸钠30g/L、乙醇6g/L、氯化铵40g/L、二甲基亚砜4g/L、磺酸盐5g/L、其余为水。

上述吊带钩钩体的制造工艺，锌液中各组分的重量百分比分别为：铝0.13 %、铅0.25% 、镍0.25% 、铜0.9% 、镁0.07 %、锑0.25% 、铋0.25% 、锡0.19 %、镉0.003 %、余量为锌。

上述吊带钩钩体的制造工艺，在镀锌过程中，锌液中铁的重量百分比应控制在0.04%以下；在助镀过程中，需向助镀剂中加入过氧化氢和碳酸铵以将助镀剂中的亚铁盐转变成铁盐沉淀。

首先通过涡流探伤对圆棒料进行表面探伤检验，剔除缺陷者，以消除吊带钩钩体表面出现分层状裂纹的缺陷。将合格棒料进行切割下料，进行加热模锻，冷却，去毛边，热校正，去氧化皮，冷矫正，在连续退火炉中退火，冷却，机械加工，最后进行淬火处理，获得吊带钩。

附图说明   

下面结合附图对本发明进一步详细的说明：

图1为吊带钩的结构示意图。

图2为钩体的结构示意图。

图中：1钩部,2 C形头部,3保险装置,4挡销,5第一端部,6第二端部,7中间直段,8钩部弯曲部,9钩部钩底。

具体实施方式

吊带钩的钩体由钩部1和C形头部2构成，C形头部包括第一端部5、第二端部6以及连接第一端部和第二端部的用于被吊带环绕的中间直段7，C形头部的开口朝下，钩部的上端部和C形头部的第一端部连接，钩体为一体结构。钩体还具有钩部弯曲部8和钩部钩底9。

吊带钩钩体的制造工艺，通过以下步骤实现：

1）使用涡流探伤设备对23MnNiMoCr54材质的Φ80mm圆棒料逐根进行表面探伤检验，将表面缺陷者剔除，表面探伤检验合格者进入下道工序。

起初制造的吊带钩钩体中部分吊带钩钩体表面出现分层状裂纹，依据本领域技术人员的常规思路，吊带钩钩体表面出现分层状裂纹的原因是由于模锻参数、热处理参数等造成的。由于吊带钩钩体的制造工艺较为复杂，工序繁多，包括模锻、多个热处理等工序，且制造23MnNiMoCr54材质的吊带钩没有可参照的现有技术，起初发明人通过调整模锻参数、热处理参数等尝试消除该缺陷，经过冗长反复试验和分析，仍不能消除吊带钩钩体表面出现分层状裂纹的缺陷，致使吊带钩钩体制造工艺的研发一度陷入困境和停滞。后来，申请人使用涡流探伤设备对23MnNiMoCr54棒料逐根进行表面探伤检验，发现部分23MnNiMoCr54棒料表面具有缺陷，随后申请人采用表面探伤检验合格的23MnNiMoCr54棒料制造吊带钩的钩体，令人意想不到的是，制造出的吊带钩钩体中几乎没有表面出现分层状裂纹者。最终，申请人发现了造成部分吊带钩钩体表面出现分层状裂纹缺陷的原因是部分23MnNiMoCr54棒料表面具有缺陷，故在制造的吊带钩钩体时，应予以剔除。

2）将合格棒料进行切割，坯料尺寸Φ80mm×450 mm。

一种切割方法为：将合格棒料放置在纵向延伸的无动力水平输送滚筒线上，滚筒线前方设有供棒料穿过的后夹持机构和前夹持机构，后夹持机构和前夹持机构均能在夹紧棒料和松开棒料两种作用状态下切换，前夹持机构前方设有直动式行程开关，激光切割机切割头的喷嘴位于前夹持机构和直动式行程开关之间，喷嘴和直动式行程开关的纵向距离为下料长度，前夹持机构靠近喷嘴；后夹持机构夹紧棒料并前行至当棒料前端碰触直动式行程开关时，前夹持机构夹紧棒料，后夹持机构松开棒料并后退复位，切割头切割棒料，完成一次切割工序，接着，后夹持机构夹紧棒料，前夹持机构松开棒料，后夹持机构带动棒料前行至当棒料前端碰触直动式行程开关时，前夹持机构夹紧棒料，后夹持机构松开棒料并后退复位，切割头切割棒料，完成下一次切割工序，如此循环往复，完成坯料下料作业。

另一种切割方法为：首先用电弧焊环绕棒料的切割部位焊接18mm宽的含碳量0.15%-0.18%软钢（低碳钢）焊层，然后采用乙炔-氧气切割棒料的切割部位，切割23MnNiMoCr54的深度为6mm；再用电弧焊环绕棒料的切割部位焊接18mm宽的含碳量0.15%-0.18%软钢焊层，然后采用乙炔-氧气切割棒料的切割部位，切割23MnNiMoCr54的深度为6mm；重复操作直至完成切割。

在23MnNiMoCr54上增焊含碳量0.15%-0.18%软钢焊层，改变了适当深度23MnNiMoCr54的组织结构，再用乙炔-氧气切割，实现棒料的切割。

3）采用中频感应加热将坯料加热到1180℃，在冲床上将加热后的坯料折弯使其与钩体的弯曲形状基本一致；用加热炉对预锻模加热至300℃；用加热炉对终锻模加热至260℃。

如果采用加热炉热辐射加热坯料，由于加热时间长，表面氧化严重，而采用中频感应加热，加热速度快、时间短氧化皮少，能够获得较细晶粒。

4）预锻模采用水平分模，上下模对称，预锻温度1150℃，进行预锻。

5）终锻模采用水平分模，上下模对称，上模和下模上均开有沟通钩体钩部弯曲部对应模腔和外界的Φ2mm排气孔，排气孔的一个端口位于钩体钩部弯曲部对应模腔底部，终锻温度890℃，进行终锻。

终锻模上具有排气孔，在终锻过程中，排出模腔内高压气体，利于钩体钩部弯曲部对应的坯料充满模腔，解决了钩体钩部弯曲部因截面形状复杂且截面面积较大导致该部分锻造容易出现缺陷的问题。

6）将锻件埋入灰中冷却，埋入深度大于40cm，当锻件冷却至150℃时出灰，然后空冷至室温。

7）采用切边模将多余毛边去除。

8）采用中频感应加热将锻件加热至750℃，然后放入校正模中进行热校正。

9）将锻件冷却，去除氧化皮。

一种锻件冷却方法为：将锻件置于水雾中，水雾由双路内混式气动喷嘴产生，双路内混式气动喷嘴的气液比为0.6kg/kg，喷雾液滴尺寸：70μm≤质量中位数直径（MMD）≤90μm。

将热的锻件置于该特殊的水雾中，锻件冷却，其表面氧化皮遇冷产生密密麻麻的网裂，氧化皮的结合力降低，氧化皮清除彻底完全且容易。

10）放入冷矫正模中进行冷矫正，冷矫正模采用水平分模，上冷矫正模和下冷矫正模对称。

11）将锻件放入连续退火炉中退火处理，按照锻件在炉内运行方向，连续退火炉顺次分为第一温度段、第二温度段、第三温度段以及第四温度段，锻件位于各个温度段的时间分别为0.5h、0.5h、4.5 h和0.5h，第一温度段、第二温度段、第三温度段以及第四温度段的温度分别为600℃、650℃、680℃和610℃。氮气气氛下进行退火处理，锻件出炉空冷至室温。

锻件进行退火处理，将23MnNiMoCr54的硬度由31HRC降低到20-21HRC，使贝氏体组织转变成球状珠光体，处理后的锻件便于机械加工。经过该退火工序，保证了退火硬度偏差小。

12）进行机械加工。

13）进行淬火处理。

一种淬火处理的具体方法如下：

采用中频感应加热器将锻件加热，中频感应加热器包括预热段、奥氏体化段和均温段，锻件淬火入水前的温度采用红外线测温，锻件淬火入水前的温度为880-900℃。

和采用热辐射加热相比，中频感应加热加热速度快、氧化皮少，获得较细晶粒，淬火效果好。中频感应加热分为预热段、奥氏体化段和均温段，使工件在淬火前温度均匀，成分均匀，淬火后获得均匀细小的马氏体组织。经热处理后，硬度达到HRC36-39。严格控制锻件淬火入水前的温度，保证淬火质量。

步骤13）后对钩部钩底进行高频感应堆焊，先堆焊过渡层，过渡层材料为08Mn2Si，再堆焊表面工作层，表面工作层材质50Cr5W9Mo2V。

高频感应堆焊是靠高频电流加热熔化堆焊材料而形成堆焊层的方法，高频堆焊时，加热温度略高于堆焊材料的熔化问题，略低于基体金属的熔化温度，这样即可使零件的受热小，变形小，并且具有操作简单、熔深浅、生产效率高等优点。先堆焊过渡层，过渡层材质为08Mn2Si，再堆焊表面工作层材质，表面工作层材质50Cr5W9Mo2V,提高耐磨性，延长使用寿命。过渡层材质为08Mn2Si，表面工作层材质50Cr5W9Mo2V，这种特定的选择是经过反复试验确定的，保证了堆焊层和钩底的结合，也提高了耐磨性。

为了提高吊带钩钩体的防护性和装饰性，需要进行镀锌处理，具体为：将获得的终产品进行喷砂处理，然后热水洗和热风干燥，接着置于助镀剂中40s，将捞出的锻件放入温度维持在130℃的烘干坑中烘干，每隔30s检查干燥程度，直至充分干燥为止；将干燥的锻件浸入热镀槽锌液中镀锌，锌液温度维持在450℃，浸锌时间为50-55s；镀锌完毕的锻件用35℃洁净压缩空气吹扫冷却。

助镀剂温度维持在70℃，每升助镀剂的组分为：丙二醇5g/L、七水合硫酸锌12g/L、氯化锌50g/L、甘油5g/L、六水合硫酸镍3g/L、氯化钾50g/L、硝酸钠2g/L、硼酸10g/L、五水合硫代硫酸钠30g/L、乙醇6g/L、氯化铵40g/L、二甲基亚砜4g/L、磺酸盐5g/L、其余为水。

锌液中各组分的重量百分比分别为：铝0.13 %、铅0.25% 、镍0.25% 、铜0.9% 、镁0.07 %、锑0.25% 、铋0.25% 、锡0.19 %、镉0.003 %、余量为锌。

在镀锌过程中，锌液中铁的重量百分比应控制在0.04%以下；在助镀过程中，需向助镀剂中加入过氧化氢和碳酸铵以将助镀剂中的亚铁盐转变成铁盐沉淀。

Claims (10)

1.一种吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：吊带钩的钩体由钩部和C形头部构成，C形头部包括第一端部、第二端部以及连接第一端部和第二端部的用于被吊带环绕的中间直段，C形头部的开口朝下，钩部的上端部和C形头部的第一端部连接，钩体为一体结构；钩体还具有钩部弯曲部和钩部钩底；

钩体通过以下步骤制造：

1）使用涡流探伤设备对23MnNiMoCr54材质的Φ80mm圆棒料逐根进行表面探伤检验，将表面缺陷者剔除，表面探伤检验合格者进入下道工序；

2）将合格棒料进行切割下料，坯料尺寸Φ80mm×450 mm；

3）采用中频感应加热将坯料加热到1180℃，在冲床上将加热后的坯料折弯使其与钩体的弯曲形状基本一致；用加热炉对预锻模加热至300℃；用加热炉对终锻模加热至260℃；

4）预锻模采用水平分模，上下模对称，预锻温度1150℃，进行预锻；

5）终锻模采用水平分模，上下模对称，上模和下模上均开有沟通钩体钩部弯曲部对应模腔和外界的Φ2mm排气孔，排气孔的一个端口位于钩体钩部弯曲部对应模腔底部，终锻温度890℃，进行终锻；

6）将锻件埋入灰中冷却，埋入深度大于40cm，当锻件冷却至150℃时出灰，然后空冷至室温；

7）采用切边模将多余毛边去除；

8）采用中频感应加热将锻件加热至750℃，然后放入校正模中进行热校正；

9）将锻件冷却，去除氧化皮；

10）放入冷矫正模中进行冷矫正，冷矫正模采用水平分模，上冷矫正模和下冷矫正模对称；

11）将锻件放入连续退火炉中退火处理，按照锻件在炉内运行方向，连续退火炉顺次分为第一温度段、第二温度段、第三温度段以及第四温度段，锻件位于各个温度段的时间分别为0.5h、0.5h、4.5 h和0.5h，第一温度段、第二温度段、第三温度段以及第四温度段的温度分别为600℃、650℃、680℃和610℃；氮气气氛下进行退火处理，锻件出炉空冷至室温；

12）进行机械加工；

13）进行淬火处理。

2.根据权利要求1所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：步骤13）淬火处理的具体方法如下：

采用中频感应加热器将锻件加热，中频感应加热器包括预热段、奥氏体化段和均温段，锻件淬火入水前的温度采用红外线测温，锻件淬火入水前的温度为880-900℃。

3.根据权利要求1所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：步骤2）的切割方法为：将合格棒料放置在纵向延伸的无动力水平输送滚筒线上，滚筒线前方设有供棒料穿过的后夹持机构和前夹持机构，后夹持机构和前夹持机构均能在夹紧棒料和松开棒料两种作用状态下切换，前夹持机构前方设有直动式行程开关，激光切割机切割头的喷嘴位于前夹持机构和直动式行程开关之间，喷嘴和直动式行程开关的纵向距离为下料长度，前夹持机构靠近喷嘴；后夹持机构夹紧棒料并前行至当棒料前端碰触直动式行程开关时，前夹持机构夹紧棒料，后夹持机构松开棒料并后退复位，切割头切割棒料，完成一次切割工序，接着，后夹持机构夹紧棒料，前夹持机构松开棒料，后夹持机构带动棒料前行至当棒料前端碰触直动式行程开关时，前夹持机构夹紧棒料，后夹持机构松开棒料并后退复位，切割头切割棒料，完成下一次切割工序，如此循环往复，完成坯料下料作业。

4.根据权利要求1所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：步骤2）的切割方法为：

首先用电弧焊环绕棒料的切割部位焊接18mm宽的含碳量0.15%-0.18%软钢焊层，然后采用乙炔-氧气切割棒料的切割部位，切割23MnNiMoCr54的深度为6mm；再用电弧焊环绕棒料的切割部位焊接18mm宽的含碳量0.15%-0.18%软钢焊层，然后采用乙炔-氧气切割棒料的切割部位，切割23MnNiMoCr54的深度为6mm；重复操作直至完成切割。

5.根据权利要求1所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：步骤9）中锻件冷却方法为：将锻件置于水雾中，水雾由双路内混式气动喷嘴产生，双路内混式气动喷嘴的气液比为0.6kg/kg，喷雾液滴尺寸：70μm≤质量中位数直径≤90μm。

6.根据权利要求1所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：步骤13）后对钩部钩底进行高频感应堆焊，先堆焊过渡层，过渡层材料为08Mn2Si，再堆焊表面工作层，表面工作层材质50Cr5W9Mo2V。

7.根据权利要求1或6所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：将获得的终产品进行喷砂处理，然后热水洗和热风干燥，接着置于助镀剂中40s，将捞出的锻件放入温度维持在130℃的烘干坑中烘干，每隔30s检查干燥程度，直至充分干燥为止；将干燥的锻件浸入热镀槽锌液中镀锌，锌液温度维持在450℃，浸锌时间为50-55s；镀锌完毕的锻件用35℃洁净压缩空气吹扫冷却。

8.根据权利要求7所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：助镀剂温度维持在70℃，每升助镀剂的组分为：丙二醇5g/L、七水合硫酸锌12g/L、氯化锌50g/L、甘油5g/L、六水合硫酸镍3g/L、氯化钾50g/L、硝酸钠2g/L、硼酸10g/L、五水合硫代硫酸钠30g/L、乙醇6g/L、氯化铵40g/L、二甲基亚砜4g/L、磺酸盐5g/L、其余为水。

9.根据权利要求7所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：锌液中各组分的重量百分比分别为：铝0.13 %、铅0.25% 、镍0.25% 、铜0.9% 、镁0.07 %、锑0.25% 、铋0.25% 、锡0.19 %、镉0.003 %、余量为锌。

10.根据权利要求8或9所述的吊带钩钩体的制造工艺，其特征在于：在镀锌过程中，锌液中铁的重量百分比应控制在0.04%以下；在助镀过程中，需向助镀剂中加入过氧化氢和碳酸铵以将助镀剂中的亚铁盐转变成铁盐沉淀。