CN106284482B - 一种装载机铲齿及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装载机铲齿，包括上齿部和下齿柄，上齿部包括一体成型的齿尖和上齿柄，齿尖和上齿柄呈台阶状设置，上齿柄位于齿尖的上方，齿尖的末端与下齿柄的顶端焊接连接。本发明还公开了一种装载机铲齿的制备方法。本发明能够改进现有技术的不足，方便在使用现场的安装使用，并且耐磨性好。

Description

一种装载机铲齿及其制备方法

技术领域

本发明涉及装载机配件技术领域，尤其是一种装载机铲齿及其制备方法。

背景技术

装载机铲齿的齿尖部分为作业部分，齿柄部分用于卡合在装载机铲斗上。装载机作业对象是泥沙、土石方，使用环境恶劣，铲齿需要承受严酷的物料摩擦和冲击，在某些高强度作业过程中，铲齿甚至可达到一天一换的更换频次。中国发明专利申请CN201610063443.4，采用了分体式的设计，可以降低使用成本。但是，这一技术方案对现有产品的形状构造改造过多，需要对工艺条件有较高要求，方能实现齿后与齿尖的过盈配合不致松动脱落。其次，这种安装方式相对于更换频次这么频繁的小型非核心部件来说十分麻烦，不管拆卸还是安装有很高的精准要求，因为一个或某个铲齿的磨损而将整车开来开去到指定场所更换十分不便也不现实；最后，装载机在实际使用中的磨损是不规则不规律的，基本情况是，同次作业中有的铲齿磨损严重，有的还可以继续使用，而且磨损程度完全可以及于齿后，那么如果磨损到齿后，该齿后就无法再实现承载齿尖的功能，造成浪费；导致提出的结构没能体现出分体加工的工艺的在本产品上的优越性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种装载机铲齿及其制备方法，能够解决现有技术的不足，方便在使用现场的安装使用，并且耐磨性好。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种装载机铲齿，包括上齿部和下齿柄，上齿部包括一体成型的齿尖和上齿柄，齿尖和上齿柄呈台阶状设置，上齿柄位于齿尖的上方，齿尖的末端与下齿柄的顶端焊接连接。

作为优选，所述上齿柄的顶部设置有斜面，下齿柄和齿尖底部设置有盲孔，下齿柄和上齿柄上同心设置有通孔，上齿柄和齿尖之间设置有加强筋。

作为优选，所述下齿柄的顶端设置有凹槽，凹槽倾斜向下设置，凹槽与水平面的夹角为17°，齿尖的末端设置有与凹槽相配合的插头，插头上设置有齿形部。

一种上述的装载机铲齿的制备方法，包括以下步骤：

A、通过锯床切割生产上齿部和下齿柄的金属料棒；

B、通过铸造生产下齿柄；

C、第一次加热

将生产上齿部的金属棒料加热到1100℃～1200℃，并保温5分钟到6分钟；

D、对经过步骤C加热的金属料棒进行镦粗；

E、对经过步骤D加工的金属料棒进行缩径压方；

F、对经过捕捉E加工的金属料棒进行锻造制坯；

G、对坯料进行模锻加工；

H、对加工出的锻件进行第一次切边；

I、对锻件进行表面清理和抛丸处理；

J、将锻件加热到900℃～1000℃，并保温23分钟到25分钟；

K、对锻件进行热校正；

L、对锻件进行第二次切边；

M、对锻件进行表面清理和抛丸处理；

N、对锻件表面进行磁粉检验；

O、根据检验结果对锻件表面进行抛丸和冷校正；

P、对锻件进行再次检验；

Q、对锻件进行防锈处理，制得上齿部成品；

R、将上齿部与下齿柄进行焊接。

作为优选，步骤F中，锻造制坯包括以下步骤，

F1、将金属料棒加热至850℃～910℃，进行第一次锻压，总形变量为2%～5%，第一次锻压采用整体锻压；

F2、将金属料棒放入油中冷却至300℃，然后再次加热至1100℃～1200℃，进行第二次锻压，第二次锻压采用局部往返锻压，制得坯料。

作为优选，对锻件进行表面清理时，首先使用3%的稀盐酸对锻件表面进行清洗，然后用清水冲刷，最后通过砂轮机进行打磨。

作为优选，对锻件表面进行抛丸处理时，对处理表面进行喷水冷却，使表面温度小于50℃。

作为优选，步骤K中，对锻件进行热校正包括以下步骤，

K1、将锻件放置在校正模具中降温至550℃～570℃，对锻件进行锻打；

K2、将锻件放入水中冷却，然后对锻件需要继续校正的部分进行加热，加热温度保持在700℃～760℃，然后对加热部位进行锻打。

作为优选，步骤O中，对锻件表面进行冷校正前，将锻件加热至420℃，然后进行加压保温，保持6h，加压压力为1.1MPa。

作为优选，步骤Q中，对锻件进行防锈处理包括以下步骤，

Q1、对锻件表面使用清洗液进行清洗，清洗液包括35wt%的乙醇、10wt%的盐酸、6.5wt%的硬脂酸丁酯，余量为水；

Q2、在锻件表面涂抹防锈液，防锈液包括2.4～3wt%的三乙醇胺、0.3～1wt%的三硫代碳酸酯、5.5～7wt%的三硫代碳酸酯、3～5wt%的丁二酸二丁酯、7～10wt%的苄基二甲基硅烷、0.5～0.8wt%的氧杂环十七烷-2-酮、20～25wt%的丙酮，余量为水；

Q3、将涂抹过防锈液的锻件放入烘干箱内，加热至80℃，烘干2～3h。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明在保持铲齿现有实用的构造的基础上，采用了锻造工艺，锻造出的一体化的齿尖和上齿柄，在同等材料的基础上，该部分结构用锻造的方式制作出来，比铸造工艺制作的工件有优越的机械性能，无论是硬度还是韧性。如果仅靠添加材质组分的方式来兼顾硬度和韧性，不管在材料要求上还是生产工艺上，都有很高的加工要求。这种工艺同时能保持合理的铲齿结构，这种结构相比较对比文件而言，安装在铲斗上更为方便，铲齿在作业时出现磨损，通过驾驶人员现场手工拆卸螺栓更换即可，无需由特定工序才能完成拆卸和装配。

下齿柄和齿尖底部的盲孔便于生产过程对下齿柄和齿尖底部的定位，加强筋不仅有提高上齿部强度的作用，更重要的是可以在上齿部进行锻造过程中，提供一个固定夹持部，从而提高上齿部锻造时的稳定性，并且降低上齿部其它部位的受力不均匀性。插头与凹槽的插接角度可以降低铲齿使用过程中对于焊接部位施加的径向剪切力。焊接时，熔化的焊料与齿形部相互粘合，可以提高焊接部位的牢固度。

在锻造过程中，通过油冷处理，可以提高锻件晶粒的排布整齐度。在之后的热校正过程中，通过淬火可以降低锻造过程晶粒之间的应力。热校正过程中的锻打方法可以有效降低对于晶粒排布的干扰，冷校正之前的加压保温可以减小由于两次校正过程中不同锻压作用力导致的晶粒内部应力的不均匀度。本发明所提供的防锈处理方法可以有效弥补由于锻造所造成的锻件表面损伤，从而减缓锻件与空气之间发生氧化作用的速度。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的立体图。

图2是本发明一个具体实施方式的主视图。

图3是本发明一个具体实施方式中下齿柄与齿尖焊接部位的结构图。

图中：1、下齿柄；2、齿尖；3、上齿柄；4、斜面；5、盲孔；6、通孔；7、加强筋；8、凹槽；9、插头；10、齿形部。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-3，一种装载机铲齿，包括上齿部和下齿柄1，上齿部包括一体成型的齿尖2和上齿柄3，齿尖2和上齿柄3呈台阶状设置，上齿柄3位于齿尖2的上方，齿尖2的末端与下齿柄1的顶端焊接连接。上齿柄3的顶部设置有斜面4，下齿柄1和齿尖2底部设置有盲孔5，下齿柄1和上齿柄3上同心设置有通孔6，上齿柄3和齿尖2之间设置有加强筋7。下齿柄1的顶端设置有凹槽8，凹槽8倾斜向下设置，凹槽8与水平面的夹角为17°，齿尖2的末端设置有与凹槽8相配合的插头9，插头9上设置有齿形部10。

一种上述的装载机铲齿的制备方法，包括以下步骤：

A、通过锯床切割生产上齿部和下齿柄1的金属料棒；

B、通过铸造生产下齿柄1；

C、第一次加热

将生产上齿部的金属棒料加热到1150℃，并保温5分钟；

D、对经过步骤C加热的金属料棒进行镦粗；

E、对经过步骤D加工的金属料棒进行缩径压方；

F、对经过捕捉E加工的金属料棒进行锻造制坯；

G、对坯料进行模锻加工；

H、对加工出的锻件进行第一次切边；

I、对锻件进行表面清理和抛丸处理；

J、将锻件加热到970℃，并保温25分钟；

K、对锻件进行热校正；

L、对锻件进行第二次切边；

M、对锻件进行表面清理和抛丸处理；

N、对锻件表面进行磁粉检验；

O、根据检验结果对锻件表面进行抛丸和冷校正；

P、对锻件进行再次检验；

Q、对锻件进行防锈处理，制得上齿部成品；

R、将上齿部与下齿柄1进行焊接。

步骤F中，锻造制坯包括以下步骤，

F1、将金属料棒加热至900℃，进行第一次锻压，总形变量为4%，第一次锻压采用整体锻压；

F2、将金属料棒放入油中冷却至300℃，然后再次加热至1120℃，进行第二次锻压，第二次锻压采用局部往返锻压，制得坯料。

对锻件进行表面清理时，首先使用3%的稀盐酸对锻件表面进行清洗，然后用清水冲刷，最后通过砂轮机进行打磨。

对锻件表面进行抛丸处理时，对处理表面进行喷水冷却，使表面温度小于50℃。

步骤K中，对锻件进行热校正包括以下步骤，

K1、将锻件放置在校正模具中降温至550℃，对锻件进行锻打；

K2、将锻件放入水中冷却，然后对锻件需要继续校正的部分进行加热，加热温度保持在720℃，然后对加热部位进行锻打。

步骤O中，对锻件表面进行冷校正前，将锻件加热至420℃，然后进行加压保温，保持6h，加压压力为1.1MPa。

步骤Q中，对锻件进行防锈处理包括以下步骤，

Q1、对锻件表面使用清洗液进行清洗，清洗液包括35wt%的乙醇、10wt%的盐酸、6.5wt%的硬脂酸丁酯，余量为水；

Q2、在锻件表面涂抹防锈液，防锈液包括1.8wt%的三乙醇胺、0.8wt%的三硫代碳酸酯、6.1wt%的三硫代碳酸酯、3.2wt%的丁二酸二丁酯、8.5wt%的苄基二甲基硅烷、0.65wt%的氧杂环十七烷-2-酮、22wt%的丙酮，余量为水；

Q3、将涂抹过防锈液的锻件放入烘干箱内，加热至80℃，烘干3h。

此外，在步骤K2中，在锻打过程中，每锻打1～2min，将锻打部位放入水中冷却至500℃，然后再次加热至720℃进行锻打。通过多次的温度循环，可以提高锻件的耐冲击性，从而起到在冷校正时保护锻件的作用。

在莱州市夏邱工业园现场作业对比，采用本发明方法制造的铲齿，在同一场地进行等强度作业时，比使用传统铸造方式生产的铲斗使用寿命延长9倍。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种装载机铲齿，其特征在于：包括上齿部和下齿柄（1），上齿部包括一体成型的齿尖（2）和上齿柄（3），齿尖（2）和上齿柄（3）呈台阶状设置，上齿柄（3）位于齿尖（2）的上方，齿尖（2）的末端与下齿柄（1）的顶端焊接连接；

所述上齿柄（3）的顶部设置有斜面（4），下齿柄（1）和齿尖（2）底部设置有盲孔（5），下齿柄（1）和上齿柄（3）上同心设置有通孔（6），上齿柄（3）和齿尖（2）之间设置有加强筋（7）；

所述下齿柄（1）的顶端设置有凹槽（8），凹槽（8）倾斜向下设置，凹槽（8）与水平面的夹角为17°，齿尖（2）的末端设置有与凹槽（8）相配合的插头（9），插头（9）上设置有齿形部（10）；

加强筋（7）提高上齿部强度，在上齿部进行锻造过程中，提供一个固定夹持部，从而提高上齿部锻造时的稳定性，并且降低上齿部其它部位的受力不均匀性；插头（9）与凹槽（8）的插接角度降低铲齿使用过程中对于焊接部位施加的径向剪切力；焊接时，熔化的焊料与齿形部（10）相互粘合，提高焊接部位的牢固度。

2.一种权利要求1所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A、通过锯床切割生产上齿部和下齿柄（1）的金属料棒；

B、通过铸造生产下齿柄（1）；

C、第一次加热

将生产上齿部的金属棒料加热到1100℃～1200℃，并保温5分钟到6分钟；

D、对经过步骤C加热的金属料棒进行镦粗；

E、对经过步骤D加工的金属料棒进行缩径压方；

F、对经过捕捉E加工的金属料棒进行锻造制坯；

G、对坯料进行模锻加工；

H、对加工出的锻件进行第一次切边；

I、对锻件进行表面清理和抛丸处理；

J、将锻件加热到900℃～1000℃，并保温23分钟到25分钟；

K、对锻件进行热校正；

L、对锻件进行第二次切边；

M、对锻件进行表面清理和抛丸处理；

N、对锻件表面进行磁粉检验；

O、根据检验结果对锻件表面进行抛丸和冷校正；

P、对锻件进行再次检验；

Q、对锻件进行防锈处理，制得上齿部成品；

R、将上齿部与下齿柄（1）进行焊接。

3.根据权利要求2所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于：步骤F中，锻造制坯包括以下步骤，

F1、将金属料棒加热至850℃～910℃，进行第一次锻压，总形变量为2%～5%，第一次锻压采用整体锻压；

F2、将金属料棒放入油中冷却至300℃，然后再次加热至1100℃～1200℃，进行第二次锻压，第二次锻压采用局部往返锻压，制得坯料。

4.根据权利要求2所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于：对锻件进行表面清理时，首先使用3%的稀盐酸对锻件表面进行清洗，然后用清水冲刷，最后通过砂轮机进行打磨。

5.根据权利要求2所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于：对锻件表面进行抛丸处理时，对处理表面进行喷水冷却，使表面温度小于50℃。

6.根据权利要求2所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于：步骤K中，对锻件进行热校正包括以下步骤，

K1、将锻件放置在校正模具中降温至550℃～570℃，对锻件进行锻打；

K2、将锻件放入水中冷却，然后对锻件需要继续校正的部分进行加热，加热温度保持在700℃～760℃，然后对加热部位进行锻打。

7.根据权利要求6所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于：步骤O中，对锻件表面进行冷校正前，将锻件加热至420℃，然后进行加压保温，保持6h，加压压力为1.1MPa。

8.根据权利要求2所述的装载机铲齿的制备方法，其特征在于：步骤Q中，对锻件进行防锈处理包括以下步骤，

Q1、对锻件表面使用清洗液进行清洗，清洗液包括35wt%的乙醇、10wt%的盐酸、6.5wt%的硬脂酸丁酯，余量为水；

Q2、在锻件表面涂抹防锈液，防锈液包括2.4～3wt%的三乙醇胺、0.3～1wt%的三硫代碳酸酯、5.5～7wt%的三硫代碳酸酯、3～5wt%的丁二酸二丁酯、7～10wt%的苄基二甲基硅烷、0.5～0.8wt%的氧杂环十七烷-2-酮、20～25wt%的丙酮，余量为水；

Q3、将涂抹过防锈液的锻件放入烘干箱内，加热至80℃，烘干2～3h。