CN106041030B - 一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺 - Google Patents

一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，属于挖掘机配件的加工方法技术领域，所述工艺包括以下步骤：(1)制作制砂箱，砂箱包括上砂箱和下砂箱，下砂箱上设有斗齿型腔，斗齿型腔的周围设置有电热管，并设置自动涂抹的脱模液导流机构；(2)冶炼；(3)浇铸；(4)成型，冷凝成型后转动台停止转动，开箱出模。本发明解决了目前斗齿的齿尖与齿根材质均匀、使用寿命短的技术问题，广泛应用于挖掘机斗齿生产中，而且涂抹脱模液更加方便，另外淬火更加方便。

Description

一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺
技术领域
本发明涉及一种工程机械的热处理工艺，具体涉及一种高硬度工程机械上的淬火工艺。
背景技术
斗齿是挖掘机上的重要部件，也是易损件，其是由齿座和齿尖组成的组合斗齿，二者靠销轴连接。由于斗齿磨损失效部分是齿尖，只要更换齿尖即可。
目前斗齿大都是通过铸造工艺批量成型的，斗齿坯件铸造完成后，透热锻造是斗齿成型环节最为重要的一个节点，透热锻造选择中频感应加热设备就可以完成(透热是对金属由外到内整体进行加热，是金属锻造成型前的热处理，锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松，焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件)。
在铸造过程中，斗齿的齿尖和齿根材料是一致的，只是铸造完成后再采用透热锻造改变一下齿尖的硬度和强度，但是这种提高并没有从根本上解决问题，使用时齿尖部位首先接触物料表面时，由于速度较快，斗齿尖部分受到较强烈的冲击，随着挖掘深度的加大，斗齿受力情况会有所改变。当斗齿切割物料时，斗齿与物料发生相对运动，在表面产生很大的正挤压力，从而在斗齿工作面和物料之间产生较大的摩擦力。如果物料为较硬的岩石块、混凝土等，摩擦力将是很大的。这个过程反复作用的结果在斗齿工作面产生不同程度的表面磨损，进而产生深度较大的犁沟。因此，斗齿的材质直接影响到斗齿的使用寿命的长短，而从斗齿的失效原因分析，斗齿的各个位置的材质最好不一致，但这就给斗齿的铸造带来一个技术难题。另外产品在压铸之前要给型腔涂抹脱模粉，操作非常麻烦。
另外斗齿在淬火的时候，需要手动控制输送辊移动，操作非常麻烦。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是要采用一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，以延长斗齿的使用寿命和实现淬火的自动化操作。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，用于制作斗齿，具体通过以下步骤：
a、制砂箱装置：所述砂箱装置包括可旋转的上砂箱和可离心转动的下砂箱，所述上砂箱上设有浇道和脱模机构，所述下砂箱上设有斗齿型腔，所述斗齿型腔的周围设置有电热管；所述上砂箱通过旋转使浇道或者脱模机构与下砂箱的斗齿型腔配合连接；
所述脱模机构包括进液流道和存储脱模液的箱体；所述下砂箱的底部设置有一个与斗齿型腔连通的出液流道和一个堵塞出液流道的堵塞杆；所述箱体内的脱模液能够通过进液流道送入到斗齿型腔内，所述斗齿型腔的脱模液通过出液流道排出；
b、冶炼：温度达1560℃时，喂硅钙钡芯线进行浸入脱氧处理，控制钙重量百分比含量为0.002-0.0028％，喂线过程钙产生的蒸汽压使渣形成泡沫渣，调整渣的碱度在3-4之间，用碳化硅、硅钙合金扩散脱氧，保持白渣时间为8-15分钟；
c、浇铸：吊出钢包进行浇铸，浇铸时启动动力装置，转动台转动，同时控制下砂箱的温度，然后倒入斗齿型腔一半的钢水量，随流在斗齿型腔中加入第一合金，浇入浇道中，斗齿型腔中继续倒入钢水，随流在斗齿型腔中加入第二合金，保证浇铸过程连续，直至浇铸完成；
d、成型：冷凝成型后转动台停止转动，开箱出模。
上述的应用在高硬度工程机械上的淬火工艺中，在步骤b中，控制钙重量百分比含量为0.0016％；
e、淬火：设置一个淬火装置，该淬火装置包括依次相连的加热区域、淬火区域、冷却区域和干燥区域；两个区域之间设置有输送辊，将斗齿通过放置架安装在加热区并根据斗齿堆放在放置架的重量来控制输送辊移动。
上述的应用在高硬度工程机械上的淬火工艺中在步骤b中，保持白渣时间为15分钟。
上述的第一合金成分的质量分数为0.38％C、0.91％Cr、0.83％Mn、0.68％Si。
上述的第二合金成分的质量分数为0.20％C、0.68％Cr、0.26％Mn、0.57％Mo。
上述的应用在高硬度工程机械上的淬火工艺中所述堵塞杆通过向上移动可堵塞出液流道并与斗齿型腔底部的腔口贴合。
上述的应用在高硬度工程机械上的淬火工艺中还包括顶杆，所述顶杆横向穿过下砂箱到斗齿型腔的内部。
(三)有益效果
本发明的一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，提高斗齿的使用寿命，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础所依，而且涂抹脱模液更加方便。另外通过重力来控制斗齿在淬火时实现自动输送，不但提高了效率，而且可以计算淬火斗齿的数量。
附图说明
图1为本发明中制砂箱装置的结构示意图；
1为电热管、3为顶杆、11为上砂箱、12为下砂箱、13为浇道、14为脱模机构、15为斗齿型腔、16为电热管、17为箱体、18为出液流道、19为堵塞杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：
一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，用于制作斗齿，具体通过以下步骤：
a、制砂箱装置：所述砂箱装置包括顶杆3、可旋转的上砂箱11和可离心转动的下砂箱12，所述上砂箱11上设有浇道13和脱模机构14，所述下砂箱12上设有斗齿型腔15，所述斗齿型腔15的周围设置有电热管1；所述上砂箱11通过旋转使浇道13或者脱模机构14与下砂箱12的斗齿型腔15配合连接；所述顶杆3横向穿过下砂箱12到斗齿型腔15的内部，用于铸造用于卡接斗齿销的连接孔(图1)。
所述脱模机构14包括顶杆3、进液流道16和存储脱模液的箱体17；在未浇铸之前，所述下砂箱12的底部设置有一个与斗齿型腔15连通的出液流道18和一个堵塞出液流道的堵塞杆19；所述箱体17内的脱模液能够通过进液流道16送入到斗齿型腔15内，所述斗齿型腔15的脱模液通过出液流道18排出；然后，所述堵塞杆19通过向上移动可堵塞出液流道18并与斗齿型腔15底部的腔口贴合。
b、冶炼：温度达1560℃时，喂硅钙钡芯线进行浸入脱氧处理，控制钙重量百分比含量为0.002-0.0028％，喂线过程钙产生的蒸汽压使渣形成泡沫渣，调整渣的碱度在3-4之间，用碳化硅、硅钙合金扩散脱氧，保持白渣时间为8-15分钟；
c、浇铸：吊出钢包进行浇铸，浇铸时启动动力装置，转动台转动，同时控制下砂箱的温度，然后倒入斗齿型腔一半的钢水量，随流在斗齿型腔中加入第一合金，浇入浇道中，斗齿型腔中继续倒入钢水，随流在斗齿型腔中加入第二合金，保证浇铸过程连续，直至浇铸完成；
d、成型：冷凝成型后转动台停止转动，开箱出模；
e、淬火：设置一个淬火装置，该淬火装置包括依次相连的加热区域、淬火区域、冷却区域和干燥区域；两个区域之间设置有输送辊，将斗齿通过放置架安装在加热区并根据斗齿堆放在放置架的重量来控制输送辊移动。
具体的说，在步骤b中，控制钙重量百分比含量为0.0016％。
具体的说，在步骤b中，保持白渣时间为15分钟。
具体的说，所述第一合金成分的质量分数为0.38％C、0.91％Cr、0.83％Mn、0.68％Si。
具体的说，所述第二合金成分的质量分数为0.20％C、0.68％Cr、0.26％Mn、0.57％Mo。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，其特征在于，用于制作斗齿，具体通过以下步骤：
a、制砂箱装置：所述砂箱装置包括可旋转的上砂箱(11)和可离心转动的下砂箱(12)，所述上砂箱(11)上设有浇道(13)和脱模机构(14)，所述下砂箱(12)上设有斗齿型腔(15)，所述斗齿型腔(15)的周围设置有电热管(1)；所述上砂箱(11)通过旋转使浇道(13)或者脱模机构(14)与下砂箱(12)的斗齿型腔(15)配合连接；
所述脱模机构(14)包括进液流道(16)和存储脱模液的箱体(17)；所述下砂箱(12)的底部设置有一个与斗齿型腔(15)连通的出液流道(18)和一个堵塞出液流道的堵塞杆(19)；所述箱体(17)内的脱模液能够通过进液流道(16)送入到斗齿型腔(15)内，所述斗齿型腔(15)的脱模液通过出液流道(18)排出；
b、冶炼：温度达1560℃时，喂硅钙钡芯线进行浸入脱氧处理，控制钙重量百分比含量为0.002-0.0028％，喂线过程钙产生的蒸汽压使渣形成泡沫渣，调整渣的碱度在3-4之间，用碳化硅、硅钙合金扩散脱氧，保持白渣时间为8-15分钟；
c、浇铸：吊出钢包进行浇铸，浇铸时启动动力装置，转动台转动，同时控制下砂箱的温度，然后倒入斗齿型腔一半的钢水量，随流在斗齿型腔中加入第一合金，浇入浇道中，斗齿型腔中继续倒入钢水，随流在斗齿型腔中加入第二合金，保证浇铸过程连续，直至浇铸完成；
d、成型：冷凝成型后转动台停止转动，开箱出模；
e、淬火：设置一个淬火装置，该淬火装置包括依次相连的加热区域、淬火区域、冷却区域和干燥区域；相邻两个区域之间设置有输送辊，将斗齿通过放置架安装在加热区并根据斗齿堆放在放置架的重量来控制输送辊移动；
所述堵塞杆(19)通过向上移动可堵塞出液流道(18)并与斗齿型腔(15)底部的腔口贴合；
还包括顶杆(3)，所述顶杆(3)横向穿过下砂箱(12)到斗齿型腔(15)的内部。
2.如权利要求1所述的应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，其特征在于：在步骤b中，控制钙重量百分比含量为0.0016％。
3.如权利要求1或2所述的应用在高硬度工程机械上的淬火工艺，其特征在于：在步骤b中，保持白渣时间为15分钟。
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