CN104368752B - 大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法 - Google Patents

大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，主要包，模型准备、造型、涂料烘烤、合箱、熔炼、浇注、开箱、气割、清砂、正火、碳刨、抛丸、打磨、无损检测。本发明的主要用途是为了提供一种简单方便，成本低廉，能够增强大型工程机械高合金钢履带板的使用性能，增强表面耐磨性，延长使用寿命，从而降低维护成本的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法。

Description

大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法
技术领域
本发明涉及履带板的铸造方法，特别是涉及一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法。
背景技术
随着工程机械设计和制造技术的发展与进步，大型工程机械高合金钢履带板的需求量大幅度增长，对其技术和质量要求不断提高。履带板属于工程机械底盘件之一，用于挖掘机、推土机等，是制造承受冲击、高载荷的重要零件，其使用条件恶劣，属易损件，对产品的材质、耐磨性能、承压性能要求苛刻。
目前市场上的履带板，采用的是实心设计，材质和制造工艺也各不相同，单片履带板重量高达800公斤甚至超过1吨重，而一条履带基本由80至100片单片履带板组合而成，履带的高重量对整套机械严重增加负荷。由于材质需采用高合金钢，行业内所生产的该产品存在焊接性能差的特点。同时该履带主要应用于矿山机械，表面磨损严重，履带寿命短，维护成本高昂。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种简单方便，成本低廉，能够增强大型工程机械高合金钢履带板的使用性能，增强表面耐磨性，延长使用寿命，从而降低维护成本的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明的一种大型工程机械高合金钢履带板的调质处理工艺，其中大型工程机械高合金钢履带板的材质成分（%）：C：0.28～0.34；Si：0.30～0.60；Mn：1.30～1.55；S：≤0.015；P：≤0.015；Cr：0.40～0.50；Mo：0.3～0.35；Ni：≤0.2；Cu：≤0.3；Al：0.03～0.06；V：≤0.02C：0.28～0.34；Si：0.30～0.60；Mn：1.30～1.55；S：≤0.015；P：≤0.015；Cr：0.40～0.50；Mo：0.3～0.35；Ni：≤0.2；Cu：≤0.3；Al：0.03～0.06；V：≤0.02，主要包括以下步骤：
（I）模型准备：在造型和制芯前需确认模具合格并做好标识。
（II）造型：通过碱酚醛树脂砂工艺造型，造型结束后将砂型和模具分开起模。
(III)涂料烘烤：涂料烘烤离砂型起模时间间隔不得小于2小时，上涂料前进行烘烤，试温加热烘烤时先采用缓慢均匀加热，加热至砂型表面有水汽溢出时再改为大火烘烤，砂型表面温度控制在150～180℃直至水汽跑完为止，其中烘烤至少分为2次进行，每次烘烤间隔半个小时，在砂型温度降至手感不烫时开始刷涂料，其中刷涂料至少为2遍，每遍刷完均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做标记。其中，在雨季和潮湿天气采用多次烘烤以保证涂料更优的效果。
(IV)合箱：型芯检验合格后方可合箱，砂型手感不烫时下芯、合箱，合箱后盖住浇口和出气孔，合箱结束后，将浇口杯位置插入热风机接口，通过热风机烘烤型腔1～1.5小时，当型腔温度达到60～150℃开始浇注。
(V)熔炼、浇注：在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在690～710℃连续烘烤保温4小时以上，将所有辅料其中除渣剂除外在250～300℃连续烘烤并保温3小时以上，钢包经950℃连续高温烘烤50分钟以上，直至钢水出炉，在熔炼前，于中频炉炉底按2.2%加入CaO,以便有效达到再起成渣效果，降低S、P含量，同时，炉料全部熔清后，全部除掉氧化渣，并采取多次重复造渣工艺降低S、P含量，为保证有害元素控制效果，将有害元素S、P成分进行控制，其中S的含量≤0.015%，P的含量为≤0.015%，通过金属元素的配比，其中Si的含量为0.35～0.45%，Al的含量为0.02～0.04%，在熔炼、浇注时出钢温度控制在1630～1640℃，镇静时间不小于5分钟，浇注温度控制在1570～1580℃。其中，Si和Al元素均为铁素体形成元素，显著提高钢中铬当量，形成高温铁素体，但是Si和Al元素作为冶炼生产中高效的脱氧剂元素，对控制钢水中的脱氧程度具有重要作用，同时要求控制Si、Al元素，极大地增加了钢水脱氧难度，提高了铸件中产生氧化夹杂和气孔缺陷的倾向。
(VI)开箱、气割:因高合金钢裂纹倾向大，采用高温开箱工艺,铸件在浇注保温3.5小时后松箱，根据红外线测温仪所测冒口温度来确认开箱时间，开箱温度控制在500～550℃，开箱后铸件立即清除冒口、浇注系统上的砂，并用三层石棉布保温，气割冒口，保证气割时铸件温度在300℃以上。
(VII)清砂、正火：待铸件冷却至室温进行清砂，清砂后送入热处理炉，装炉温度≤200℃，升温速度≤120℃/h，在900℃保温8小时后空冷。
(VIII)碳刨:铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在440～460℃，再进行冒口、浇注系统的气割与碳刨工序，并且保证铸件气割碳刨时温度不低于300℃，若温度低于300℃仍未碳刨完，需要重新加热至450℃再碳刨。
(IX)抛丸、打磨：铸件经碳刨后抛丸处理，并打磨平整。
(X)无损检测：铸件打磨平整后进行荧光磁粉、超声波无损检测，检测铸件有无裂纹产生。如若检测不合格进行焊补处理。
作为优选，所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在160～170℃。
作为优选，所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在165℃。
作为优选，所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在445～455℃。
作为优选，所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在450℃。
作为优选，所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在695～705℃连续烘烤。
作为优选，所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在700℃连续烘烤。
因此，本发明具有如下有益效果：简单方便，成本低廉，能够增强大型工程机械高合金钢履带板的使用性能，增强表面耐磨性，延长使用寿命，从而降低维护成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，包括以下步骤：
步骤1：模型准备，在造型和制芯前需确认模具合格并做好标识。
步骤2：造型，通过碱酚醛树脂砂工艺造型，造型结束后将砂型和模具分开起模。
步骤3：涂料烘烤，涂料烘烤离砂型起模时间间隔不得小于2小时，上涂料前进行烘烤，试温加热烘烤时先采用缓慢均匀加热，加热至砂型表面有水汽溢出时再改为大火烘烤，砂型表面温度控制在150℃直至水汽跑完为止，其中烘烤至少分为2次进行，每次烘烤间隔半个小时，在砂型温度降至手感不烫时开始刷涂料，其中刷涂料至少为2遍，每遍刷完均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做标记。
步骤4：合箱，型芯检验合格后方可合箱，砂型手感不烫时下芯、合箱，合箱后盖住浇口和出气孔，合箱结束后，将浇口杯位置插入热风机接口，通过热风机烘烤型腔1小时，当型腔温度达到60℃开始浇注。
步骤5：熔炼、浇注，在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在690℃连续烘烤保温4小时以上，将所有辅料其中除渣剂除外在250℃连续烘烤并保温3小时以上，钢包经950℃连续高温烘烤50分钟以上，直至钢水出炉，在熔炼前，于中频炉炉底按2.2%加入CaO,以便有效达到再起成渣效果，降低S、P含量，同时，炉料全部熔清后，全部除掉氧化渣，并采取多次重复造渣工艺降低S、P含量，为保证有害元素控制效果，将有害元素S、P成分进行控制，其中S的含量≤0.015%，P的含量为≤0.015%，通过金属元素的配比，其中Si的含量为0.35～0.45%，Al的含量为0.02～0.04%，在熔炼、浇注时出钢温度控制在1630℃，镇静时间不小于5分钟，浇注温度控制在1570℃。
步骤6：开箱、气割，因高合金钢裂纹倾向大，采用高温开箱工艺,铸件在浇注保温3.5小时后松箱，根据红外线测温仪所测冒口温度来确认开箱时间，开箱温度控制在500℃，开箱后铸件立即清除冒口、浇注系统上的砂，并用三层石棉布保温，气割冒口，保证气割时铸件温度在300℃以上。
步骤7：清砂、正火，待铸件冷却至室温进行清砂，清砂后送入热处理炉，装炉温度≤200℃，升温速度≤120℃/h，在900℃保温8小时后空冷。
步骤8：碳刨，铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在440℃，再进行冒口、浇注系统的气割与碳刨工序，并且保证铸件气割碳刨时温度不低于300℃，若温度低于300℃仍未碳刨完，需要重新加热至450℃再碳刨。
步骤9：抛丸、打磨，铸件经碳刨后抛丸处理，并打磨平整。
步骤10：无损检测，铸件打磨平整后进行荧光磁粉、超声波等无损检测，检测铸件有无裂纹产生。如若检测不合格进行焊补处理。
经上述工艺后的大型矿山机械专用高合金钢履带板的性能为：
以上具体实施方式对本发明的实质进行详细说明，但并不能对本发明的保护范围进行限制，显而易见地，在本发明的启示下，本技术领域普通技术人员还可以进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
（I）模型准备：在造型和制芯前需确认模具合格并做好标识；
（II）造型：通过碱酚醛树脂砂工艺造型，造型结束后将砂型和模具分开起模；
(III)涂料烘烤：涂料烘烤离砂型起模时间间隔不得小于2小时，上涂料前进行烘烤，试温加热烘烤时先采用缓慢均匀加热，加热至砂型表面有水汽溢出时再改为大火烘烤，砂型表面温度控制在150～180℃直至水汽跑完为止，其中烘烤至少分为2次进行，每次烘烤间隔半个小时，在砂型温度降至手感不烫时开始刷涂料，其中刷涂料至少为2遍，每遍刷完均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做标记；
(IV)合箱：型芯检验合格后方可合箱，砂型手感不烫时下芯、合箱，合箱后盖住浇口和出气孔，合箱结束后，将浇口杯位置插入热风机接口，通过热风机烘烤型腔1～1.5小时，当型腔温度达到60～150℃开始浇注；
(V)熔炼、浇注：在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在690～710℃连续烘烤保温4小时以上，将所有辅料其中除渣剂除外在250～300℃连续烘烤并保温3小时以上，钢包经950℃连续高温烘烤50分钟以上，直至钢水出炉，在熔炼前，于中频炉炉底按2.2%加入CaO,以便有效达到再起成渣效果，降低S、P含量，同时，炉料全部熔清后，全部除掉氧化渣，并采取多次重复造渣工艺降低S、P含量，为保证有害元素控制效果，将有害元素S、P成分进行控制，S的含量≤0.015%，P的含量为≤0.015%，通过金属元素的配比，Si的含量为0.35～0.45%，Al的含量为0.02～0.04%，在熔炼、浇注时出钢温度控制在1630～1640℃，镇静时间不小于5分钟，浇注温度控制在1570～1580℃；
(VI)开箱、气割:因高合金钢裂纹倾向大，采用高温开箱工艺,铸件在浇注保温3.5小时后松箱，根据红外线测温仪所测冒口温度来确认开箱时间，开箱温度控制在500～550℃，开箱后铸件立即清除冒口、浇注系统上的砂，并用三层石棉布保温，气割冒口，保证气割时铸件温度在300℃以上；
(VII)清砂、正火：待铸件冷却至室温进行清砂，清砂后送入热处理炉，装炉温度≤200℃，升温速度≤120℃/h，在900℃保温8小时后空冷；
(VIII)碳刨:铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在440～460℃，再进行冒口、浇注系统的气割与碳刨工序，并且保证铸件气割碳刨时温度不低于300℃，若温度低于300℃仍未碳刨完，需要重新加热至450℃再碳刨；
(IX)抛丸、打磨：铸件经碳刨后抛丸处理，并打磨平整；
(X)无损检测：铸件打磨平整后进行荧光磁粉、超声波无损检测，检测铸件有无裂纹产生。
2.根据权利要求1所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在160～170℃。
3.根据权利要求2所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在165℃。
4.根据权利要求1所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在445～455℃。
5.根据权利要求4所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在450℃。
6.根据权利要求1所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在695～705℃连续烘烤。
7.根据权利要求6所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在700℃连续烘烤。
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