CN103695778A

CN103695778A - 重型刮板输送机链轮制备工艺

Info

Publication number: CN103695778A
Application number: CN201310722458.3A
Authority: CN
Inventors: 谢贤光; 林远银; 王军; 彭云清
Original assignee: PANZHIHUA PANMEI MINING MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: PANZHIHUA PANMEI MINING MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: CN103695778B

Abstract

本发明公开了一种重型刮板输送机链轮性能的链轮制备工艺，属于机械零部件制造领域。该工艺包括如下步骤：a、链轮的整体铸造；铸造得到的链轮毛坯按重量百分比计含：0.42～0.50％的C、1.20～1.50％的Mn、0.20～0.50％的Si、0.07～0.10％的V、0.05～0.08％的Ti，S和P均≤0.04％；b、热处理：将铸造得到的链轮毛坯依次进行退火、淬火、高温回火和链窝高频淬火处理得到成品。本发明通过链轮材质和热处理工艺的改变，使得链轮各项性能都得到优化，避免了齿面磨损严重、容易发生卷边的现象，链轮使用时间得到提高。

Description

重型刮板输送机链轮制备工艺

技术领域

本发明属于机械零部件制造领域，具体涉及一种能够提高重型刮板输送机链轮性能的链轮制备工艺。

背景技术

本发明所述的链轮是重型刮板输送机传动设备的主要零件，包括链轮齿、链轮体，链轮安装在传动轴上，驱动链条转动，链轮链窝在和圆环链啮合过程中承受着巨大的交变载荷和冲击载荷，造成齿断裂及链窝严重磨损或失效。

目前我国重型刮板输送机通常用链轮材质是：ZG45Mn、ZG35CrMo、ZG35CrMnSi、40CrNiMoA、42CrMo等，制造方法一是链轮整体铸造，然后进行热处理工艺。以申请人曾今采用的ZG45Mn整体铸造链轮为例，其热处理工艺如下：

A退火：链轮平放炉内，按100-120℃/h升温到860-880℃并保温12-18小时，出炉空冷至常温。

B淬火：链轮平放在炉内，按90-100℃/h升温到880-900℃并保温3-4h,保温结束后，将链轮放入水中，淬火时间为22-26秒内完成。

C高温回火：将淬火后的链轮平放入炉内，按90-100℃/h升温到550-580℃并保温5-8小时，出炉使之冷却到常温。

D链窝高频淬火：将感应线圈套在链轮齿上，送电使齿加热到860-880℃，放入水中15-20秒完成。

现有的链轮无论是何种材质，何种制备工艺，基本都存在焊接性能较差、容易磨损、断齿、卷边、生产效率底、制造成本高等缺陷，因此不能适应市场需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高重型刮板输送机链轮性能的链轮制备工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：重型刮板输送机链轮制备工艺，包括如下步骤：

a、链轮的整体铸造；铸造得到的链轮毛坯按重量百分比计含：0.42～0.50％的C、1.20～1.50％的Mn、0.20～0.50％的Si、0.07～0.10％的V、0.05～0.08％的Ti，S和P均≤0.04％；

b、热处理：将铸造得到的链轮毛坯依次进行退火、淬火、高温回火和链窝高频淬火处理得到成品。

其中，上述工艺步骤a中，铸造得到的链轮毛坯按重量百分比计含：0.45～0.46％的C、1.30～1.40％的Mn、0.30～0.40％的Si、0.08～0.09％的V、0.06～0.07％的Ti。

其中，上述工艺步骤b中，淬火处理是指将链轮加热到600～650℃之间，保温1小时；然后再加热到975～985之间，保温3小时，最后油冷即可。

其中，上述工艺步骤b中，回火处理是指将链轮加热至590～610℃之间，保温4小时，然后空冷即可。

其中，上述工艺步骤b中，链窝高频淬火是指将高频淬火炉的感应线圈套在链轮齿上，然后送电加热，链轮齿加热到940～960℃之间时，取下感应线圈，用5～10％的氯化钠溶液作为冷却介质冷却。所述的高频是指频率为0.15-2兆赫。

其中，上述工艺步骤b中，退火是指将链轮按100～120℃／h的速度升温至860～880℃并保温12～18小时，随炉冷至300～400℃后出炉空冷至常温。

本发明的有益效果是：本发明通过对重型刮板输送机链轮材质的改变，配合热处理工艺的改变，这些综合措施使得链轮各项性能都得到优化，避免了齿面磨损严重、容易发生卷边、使用时间相对较短的缺陷。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明重型刮板输送机链轮制备工艺，包括如下步骤：

b、退火：将链轮按100～120℃／h的速度升温至860～880℃并保温12～18小时，随炉冷至300～400℃后出炉空冷至常温；

c、淬火：将链轮加热到600～650℃之间，保温1小时；然后再加热到975～985之间，保温3小时，最后油冷即可；

d、回火：将链轮加热至590～610℃之间，保温4小时，然后空冷即可；

e、链窝高频淬火：将高频淬火炉的感应线圈套在链轮齿上，然后送电加热，链轮齿加热到940～960℃之间时，取下感应线圈，用5～10％的氯化钠溶液作为冷却介质冷却。

本领域技术人员可以理解的是，本发明未对整体铸造进行详细说明或限定，是由于本发明整体铸造工艺采用常规工艺即可，无任何特别要求。上述工艺步骤c中所述的油冷，采用的介质为常规的变压器油即可。本发明工艺步骤e中所述高频淬火炉可选型号GP100-R1A，频率为0.15-2兆赫。本发明所述的重型刮板输送机是指配套单电动机额定功率达到132～200Kw的刮板输送机。

本发明链轮材质（ZG45MnVTi）是在ZG45Mn钢中加入V和Ti：

合金元素钒在钢中的有利作用主要是以碳氧化物形式存在于基体和晶界上，起到沉淀强化和控制晶粒长大的作用，钒在铁素体中的溶解度比在奥氏体中的溶解度小，随着相变的进行，在一定热力学和动力学条件下，钒的氧、氮化物在相界析出，通过在两相区加速冷却，细化晶粒，由于钒和氮有很强的亲和力，加入钒的同时，也增加了氮，使其强度进一步加强。

钛可有效控制钢中的奥氏体晶粒长大，尤其对高温区奥氏体长大的作用更加明显，由于钛的析出可固定焊接件粗晶区的自由氮，并控制焊缝区的晶粒长大，对钢焊接性能有较大提高，在低于900度正火时，能提高钢的屈服点，同时不降低钢的塑性。

在调质方面，考虑到V、Ti元素是强碳化物形成元素，钒主要以VC、VN、V（CN）和VTi(CN)析出相和固溶方式存在于铸钢中，钛主要以TiC、TiN、Ti(CN)存在于基体中。这些化合物具有硬度高、熔点高，对钢的基体起到了增加钢的强度、韧性和耐磨性的作用。只有当奥氏体溶入足够的碳和合金元素时，特殊碳化物才有可能在奥氏体相界面上成核和长大。实践证明当钢中加入适量的Mn时，即可对奥氏体的形成起加速作用，这样就要求温度要比以往的温度高。以往工艺调质加热到880℃，使碳化物形成元素基本没有溶解在奥氏体中，全部溶在了铁素体基体中。现在调质加热到980℃左右，使一部分碳化物溶在奥氏体中，一部分溶在铁素体中，这样既增强了铁素体基体，又在冷却时存在于马氏体中，在回火时成为回火索氏体。这种细晶粒的回火索氏体，在后续的表面感应淬火（链窝高频淬火处理）中得到组织细而硬、耐磨的马氏体组织，达到链轮表面要求耐磨性高的要求。链轮在调质方面改进后，芯部组织比以往具有较高的硬度和强韧性。以往芯部组织硬度小于HB240，现在芯部组织硬度达到HB260以上。具体工艺是根据链轮的基本尺寸，链轮在室温下入炉，控制加热速度和采用分段加热。加热到600-650℃阶段时保温1小时，消除组织间的热应力，再加热到980℃左右保温3小时，出炉油冷。回火时，采用在600℃左右保温4小时，后出炉水冷，以提高冷却速度，避免第二类回火脆性，达到获得细晶粒的回火索氏体，为后续的表面淬火作组织准备。

在表面淬火方面，以往的表面淬火是在水中冷却，在超音频设备上加热。以往是加热到870℃左右，在水中冷却，获得的淬硬层只有2-3mm深，使链轮更换频繁，增加生产成本。现在是在高频感应加热炉上淬火，加热到950℃左右，用用5～10％的氯化钠溶液作冷却介质，获得的淬硬层有4-6mm深，大大增强了链轮的耐磨性，使链轮使用周期提高2-3倍，降低了生产成本，节约了材料。

优选的，为了是链轮性能搞好，上述工艺步骤a中，铸造得到的链轮坯按重量百分比计含：0.45～0.46％的C、1.30～1.40％的Mn、0.30～0.40％的Si、0.08～0.09％的V、0.06～0.07％的Ti。

下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。

实施例一

本发明重型刮板输送机链轮制备工艺，包括如下步骤：

a、链轮的整体铸造；铸造得到的链轮坯按重量百分比计含：0.45％的C、1.37％的Mn、0.35％的Si、0.09％的V、0.07％的Ti，S和P均≤0.04％；

b、退火：将链轮按100～120℃／h的速度升温至870℃并保温15小时，随炉冷至350℃后出炉空冷至常温；

c、淬火：将链轮加热到630℃，保温1小时；然后再加热到980，保温3小时，最后油冷即可；

d、回火：将链轮加热至600℃，保温4小时，然后空冷即可；

e、链窝高频淬火：将高频淬火炉的感应线圈套在链轮齿上，然后送电加热，链轮齿加热到950℃时，取下感应线圈，用5～10％的氯化钠溶液作为冷却介质冷却，依次对每个链轮齿进行淬火处理，完成链轮的制备过程。

实施例工艺与背景技术部分所述的申请人曾今采用的制备工艺相比，各项性能指标如表1：

表1改进前和改进后的各项性能对比

机械性能	σs(MPa)	σb(MPa)	δ5%(MPa)	αk(Kgm/cm2)
					改进前	995	1040	120	6.5
改进后	1220	1320	180	8

申请人在使用本发明工艺后，在重型刮板机SGZ730/400使用时间已超过24个月，使用效果好，齿面磨损小，没有发生卷边、断齿等不良现象，与其他材质和工艺的链轮相比，使用时间已提高了15-20%，重量减轻了2%。

Claims

1.重型刮板输送机链轮制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的重型刮板输送机链轮制备工艺，其特征在于：步骤a中，铸造得到的链轮毛坯按重量百分比计含：0.45～0.46％的C、1.30～1.40％的Mn、0.30～0.40％的Si、0.08～0.09％的V、0.06～0.07％的Ti。

3.根据权利要求1所述的重型刮板输送机链轮制备工艺，其特征在于：步骤b中，淬火处理是指将链轮加热到600～650℃之间，保温1小时；然后再加热到975～985之间，保温3小时，最后油冷即可。

4.根据权利要求1所述的重型刮板输送机链轮制备工艺，其特征在于：步骤b中，回火处理是指将链轮加热至590～610℃之间，保温4小时，然后空冷即可。

5.根据权利要求1所述的重型刮板输送机链轮制备工艺，其特征在于：步骤b中，链窝高频淬火是指将高频淬火炉的感应线圈套在链轮齿上，然后送电加热，链轮齿加热到940～960℃之间时，取下感应线圈，用5～10％的氯化钠溶液作为冷却介质冷却。

6.根据权利要求1所述的重型刮板输送机链轮制备工艺，其特征在于：步骤b中，退火是指将链轮按100～120℃／h的速度升温至860～880℃并保温12～18小时，随炉冷至300～400℃后出炉空冷至常温。