CN106670725A - 一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备 - Google Patents

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胡永俊
曹敬楠
李风
高攀
揭晓华
成晓玲
万俊
房亚明
陈雨楠
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/04—Treating or finishing by hammering or applying repeated pressure

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Abstract

本发明公开了一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备，包括外接气泵；通过进气管连接外接气泵的储气罐；通过气管连接储气罐的调压阀；连接调压阀的设备箱；通过输气管连接储气罐的气动敲击锤，输气管上设有三通阀；气动敲击锤包括上方的基板；设置在基板下方的磁性活塞，磁性活塞芯部设有永久磁铁，永久磁铁用于将磁性活塞吸附到基板上；与磁性活塞相连的锤头，锤头直径小于磁性活塞；套在锤头外侧的弹簧；和设置在锤头下方的台座。本发明以压缩空气为动力，操作安全；可操作效果好；设备体积小，出力大小易控制；外接设备箱，实验操作更精确；冲击频率、冲击压力即使在运转中亦可调整；可快速运转及停止，不会造成过度冲击，对设备损坏小。

Description

一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备
技术领域
本发明涉及高锰钢预硬化技术领域，尤其涉及一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备。
背景技术
高锰钢在冲击作用下，其工件表面能迅速产生加工硬化的效果，使其具有良好的加工硬化性能，较高的强度和硬度以及良好的抗磨损能力，广泛应用于矿山机械、冶金、建材等行业中。
目前，针对于高锰钢辙叉的爆炸硬化技术已经在世界范围内被广泛的应用于实际生产中，然而目前普遍采用的爆炸硬化技术有明显的不足：首先，它对高锰钢工件铸造质量要求很高，若高锰钢工件表面内部存在夹渣和气孔等铸造缺陷，经爆炸处理后表面会出现裂纹或塌陷，降低磨损性能；另外，爆炸硬化技术成本高，生产安全性差。
大量国内外文献表明，高锰钢的加工硬化可通过“小能量多次冲击”的方法来实现，然而，传统的机械冲击方法工作压力低，频率固定。
发明内容
为克服现有技术的不足，提供一种更具操作性、安全性以及良好效果的高锰钢表面强化实验设备，本发明提出一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备，包括
外接气泵；
通过进气管连接所述外接气泵的储气罐；
通过气管连接所述储气罐的调压阀；
连接所述调压阀的设备箱；
通过输气管连接所述储气罐的气动敲击锤，所述输气管上设有三通阀；
所述气动敲击锤包括
上方的基板；
设置在所述基板下方的磁性活塞，所述磁性活塞芯部设有永久磁铁，所述永久磁铁用于将所述磁性活塞吸附到所述基板上；
与所述磁性活塞相连的锤头，所述锤头直径小于所述磁性活塞；
套在所述锤头外侧的弹簧；和
设置在所述锤头下方的台座。
进一步地，所述磁性活塞的两侧设有活塞环和O型环。
进一步地，所述锤头为向下凸起的“凸”型。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明以压缩空气为动力，不会产生火花，操作安全；成本低，工艺简单，可操作效果好；设备为立式，体积小，安装容易，出力大小易控制；外接设备箱，可设置不同冲击次数，冲击时间和间隔时间，实验操作更精确；冲击频率、冲击压力即使在运转中亦可调整；可快速运转及停止，不会造成过度冲击，对设备损坏小。
附图说明
图1是本发明高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备，包括外接气泵；通过进气管连接所述外接气泵的储气罐；通过气管连接所述储气罐的调压阀；连接所述调压阀的设备箱；通过输气管连接所述储气罐的气动敲击锤，所述输气管上设有三通阀6；所述气动敲击锤包括上方的基板1；设置在所述基板下方的磁性活塞2，所述磁性活塞芯部设有永久磁铁，所述永久磁铁用于将所述磁性活塞吸附到所述基板上；与所述磁性活塞相连的锤头3，所述锤头3直径小于所述磁性活塞2；套在所述锤头3外侧的弹簧4；和设置在所述锤头下方的台座5。
其中，所述磁性活塞的两侧设有活塞环和O型环。一般地，锤头为“凸”型，较窄的一头朝下。
在通入压缩空气的状态下，磁性活塞借助强磁力，紧贴固定在基板上，三通电磁阀接通时，压缩空气流入气动敲击锤本体，本体内的压力增高，当大于磁力时使磁性活塞高速脱离基板，在气压的作用下，高速落下的磁性活塞带动锤头撞击台座。三通电磁阀断电时气动敲击锤本体内的压缩空气通过三通电磁阀排出，于是借助弹簧的弹力磁性活塞缓慢上升，再靠近基板通过磁力密接在基板上，回复到初始状态。
下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实例一：将Mn13高锰钢工件固定于操作台,外接气泵接通电源，设定冲击压力为0.3MPa、冲击次数为20次、冲击时间为2s、间隔时间为3s,对Mn13钢进行冲击，测其硬度为37HRC,冲击前母材硬度为20HRC对工件进行冲击磨损实验，磨料为鹅卵石，粒度为1-3mm,硬度为Hv1237,磨损量为82/mg，冲击耐磨性为10.2/mg-1。
实例二：设定冲击压力为0.3MPa、冲击次数为30次、冲击时间为2s、间隔时间为3s，对Mn13钢进行冲击，测其硬度为45HRC，对工件进行冲击磨损实验，磨料为鹅卵石，粒度为1-3mm，硬度为Hv1237，磨损量为97/mg，冲击耐磨性为8.8/mg-1。
实例三：设定冲击压力为0.3MPa、冲击次数为50次、冲击时间为2s、间隔时间为3s，对Mn13钢进行冲击，测其硬度为52HRC,对工件进行冲击磨损实验，磨料为鹅卵石，粒度为1-3mm,硬度为Hv1237,磨损量为113/mg，冲击耐磨性为7.2/mg-1。
实例四：设定冲击压力为0.5MPa、冲击次数依次为20次、30次、50次、冲击时间为2s、间隔时间为3s，对Mn13钢进行冲击，测其硬度依次为42HRC、50HRC、54HRC,对工件进行冲击磨损实验，磨料为鹅卵石，粒度为1-3mm，硬度为Hv1237，磨损量依次为88/mg、110/mg、122/mg，冲击耐磨性依次为11.6/mg-1、9.4/mg-1、8.2/mg-1。
实例五：设定冲击压力为0.7MPa、冲击次数依次为20次、30次、50次、冲击时间为2s、间隔时间为3s,对Mn13钢进行冲击，测其硬度依次为48HRC、53HRC、55HRC,对工件进行冲击磨损实验，磨料为鹅卵石，粒度为1-3mm,硬度为Hv1237,磨损量依次为94/mg、119/mg、131/mg，冲击耐磨性依次为12.5/mg-1、10.2/mg-1、9.2/mg-1。
由以上分析可知高锰钢工件的加工硬化程度随冲击功的增大而增大，达到峰值后趋于稳定；相同冲击力下，高锰钢的加工硬化程度随冲击次数的增加而增大。随加工硬化程度的提高，高锰钢的冲击耐磨性降低。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高锰钢气动敲击锤式冲击强化设备，其特征在于，包括
外接气泵；
通过进气管连接所述外接气泵的储气罐；
通过气管连接所述储气罐的调压阀；
连接所述调压阀的设备箱；
通过输气管连接所述储气罐的气动敲击锤，所述输气管上设有三通阀；
所述气动敲击锤包括
上方的基板；
设置在所述基板下方的磁性活塞，所述磁性活塞芯部设有永久磁铁，所述永久磁铁用于将所述磁性活塞吸附到所述基板上；
与所述磁性活塞相连的锤头，所述锤头直径小于所述磁性活塞；
套在所述锤头外侧的弹簧；和
设置在所述锤头下方的台座。
2.如权利要求1所述的锰钢气动敲击锤式冲击强化设备，其特征在于，所述磁性活塞的两侧设有活塞环和O型环。
3.如权利要求1所述的锰钢气动敲击锤式冲击强化设备，其特征在于，所述锤头为向下凸起的“凸”型。
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