CN112458373A - 一种采煤机导向滑靴铸造材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采煤机导向滑靴铸造材料及制备方法，所述铸造材料包括以下重量百分比的配方成分：C0.35‑0.45％、Mn0.45‑0.7％、Si0.25‑0.6％、P≤0.03％、S≤0.03％、Cr0.9‑1.4％、Mo0.25‑0.35％、Ni1.3‑1.8％、Al≤0.04％、Cu≤0.25％、V≤0.1％，余量为Fe，本发明对铸件进行无损探伤，提高铸件材料质量，为后序感应淬火质量稳定打下良好的基础，同时，通过增加感应淬火前加工的要求，优化淬火面及非淬火面的结构，最大程度避免因结构原因导致出现热处理淬火裂纹的可能性，此外，通过优化淬火感应器、淬火工装的结构，为导向滑靴感应淬火工艺实现创造尽可能好的条件。

Description

一种采煤机导向滑靴铸造材料及制备方法
技术领域
本发明涉及综采设备技术领域，具体而言涉及一种采煤机导向滑靴铸造材料及制备方法。
背景技术
导向滑靴是采煤机的主要零件之一，其质量稳定性直接决定着采煤机的综合质量。其中，导向滑靴的导向槽随着采煤工作面的上下起伏、溜槽的左右弯曲，承受较大的弯曲载荷，且载荷位置与方向具有不确定性。同时，采煤工作面作业条件极为苛刻，煤尘会作为磨料增加磨损，加之，随着采煤机的行走，导向滑靴的导向面会和溜槽产生很大的摩擦，以致于导向面严重磨损。
目前，导向滑靴导向面的硬化工艺主要采用中频感应淬火，受限于结构、工艺等因素，淬火裂纹一直是困扰导向滑靴硬化的重大问题。其中，某些煤机公司每年因为淬火裂纹导致报废的导向滑靴多达上百件，造成较大的经济损失。同时，部分煤机公司采用焊接耐磨板取代感应淬火，导致导向滑靴耐磨性差，操作复杂，易产生二次缺陷，稳定性差。
发明内容
发明人在长期实践中总结得出：导向滑靴中频感应淬火过程中出现淬火裂纹的原因主要包括：1、尖角效应裂纹，未做淬火前加工；2、铸件缺陷；3、感应淬火工艺及操作不当，包括工艺参数、零件结构及冷却介质等多方面因素；4、淬火工装复杂笨重，淬火工装与淬火机床不匹配；5、淬火不足，因担心出现淬火裂纹，留一段部位不淬火，基于此，本发明提供了一种采煤机导向滑靴铸造材料及制备方法，以避免出现淬火裂纹。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种采煤机导向滑靴铸造材料，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.35-0.45％、Mn0.45-0.7％、Si0.25-0.6％、P≤0.03％、S≤0.03％、Cr0.9-1.4％、Mo0.25-0.35％、Ni1.3-1.8％、Al≤0.04％、Cu≤0.25％、V≤0.1％，余量为Fe；
碳当量为CE，且CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.91％。
进一步，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.4％、Mn0.55％、Si0.42％、P0.03％、S0.02％、Cr1.2％、Mo0.3％、Ni1.55％、Al0.04％、Cu0.2％、V0.1％，余量为Fe。
本发明还提供一种采煤机导向滑靴铸造材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、冶炼：
根据铸造材料的配方成分及碳当量，将配方原料投入熔炼炉内，进行熔炼，得到钢液；
S2、铸造：
制作模具，浇注，铸造，得到铸件，对铸件进行无损探伤，探伤验收标准：导轨面(即淬火面)区域1级，其余部位2级，铸件晶粒度要求≥5级；
S3、热处理：
切割浇冒口，进行正火和第一次回火处理，正火温度880-900℃，保温时间≥5h，出炉空冷，第一次回火温度600-650℃，保温时间≥8h，出炉空冷；
S4、调质处理：
采用淬火+第二次回火方式，淬火温度850-870℃，保温时间≥4h，出炉油冷或用PAG水基淬火介质冷却，第二次回火温度620±10℃，保温时间≥6h，出炉空冷；
S5、淬火前加工：
淬火面与非淬火面相交处倒第一圆角，避免出现感应淬火的尖角效应，加工淬火面至其表面粗糙度不高于Ra6.3，相邻淬火面之间加工内倒角，在铸造非加工面与加工面相交处倒第二圆角(铸造非加工面指铸造直接成型的面，后期不需要加工；加工面指铸造后需要机加工成型的面)，得到毛坯；
S6、感应淬火及第三次回火处理：
S61、将淬火工装和淬火感应器安装到淬火机床上，再安装毛坯，保证毛坯垂直度≤0.5mm；
S62、调整淬火感应器与毛坯各个淬火面的间隙，保证间隙均匀；
S63、检测淬火介质浓度及温度，确保在工艺要求范围内，调整出水压力至工艺要求的范围，打开阀门，检测喷水情况；
S64、空载试车，上下移动淬火机床，确保淬火感应器和各个淬火面上下间隙一致，淬火机床运行平稳；
S65、对毛坯进行中频感应淬火及第三次回火处理；
S7、精加工、防锈处理及包装。
进一步，采电弧炉或转炉冶炼、LF炉外精炼的冶炼方式。
进一步，参考《JB/T 5000.14-2007重型机械通用技术条件铸钢件无损探伤》中要求，铸件无损检验方法和验收标准(包括UT、PT、MT)，探伤验收标准：导轨面区域1级，其余部位2级；铸件晶粒度要求≥5级，提高铸件材料质量，为后序感应淬火质量稳定打下良好的基础。
进一步，步骤S3之后还需进行粗加工，包括喷砂、清理、打磨等工序，粗加工结束后进行超声波探伤，主要是为了检查热处理过程中的缺陷。
进一步，步骤S4之后还需进行磁粉或着色探伤，不允许有裂纹显现，主要是为了检查调质处理过程中的缺陷。
进一步，步骤S5中，第一圆角的半径不小于2mm，内倒角的半径为3-5mm，第二圆角的半径不小于8mm。通过增加感应淬火前加工的要求，优化淬火面及相关部位的结构，最大程度避免因结构原因导致出现热处理淬火裂纹的可能性。
进一步，步骤S6之前还包括对淬火面进行一次渗透探伤，不允许存在裂纹等影响淬火质量的缺陷，进一步鉴定感应淬火前的淬火面状态，避免因铸造、粗加工、热处理、调质处理等方面存在的缺陷影响感应淬火质量。
优选的，感应淬火前探伤不仅对后序感应淬火提供了前期状况分析和预判，也可以对出现的问题进行必要的处理，避免后期热处理缺陷的发生。
进一步，步骤S6中，根据图纸要求的导向滑靴尺寸，确定淬火感应器尺寸，淬火感应器为连续淬火喷冷感应器，采用双层结构，包括加热层和冷却层，加热层装有导磁体，用于淬火面加热，所述冷却层加工有斜面作为喷水面，所述喷水面上加工有直径为0.8-1.5mm喷水孔，且喷水面与淬火面呈45-55°夹角，淬火感应器与淬火面的间隙为1-4mm。
进一步，步骤S6中，淬火工装用于将毛坯固定在淬火机床上，所述淬火工装包括支架、耳板和底座，且耳板、底座均与支架固连，所述耳板上设有安装孔，且毛坯的耳孔与安装孔通过连杆固连，所述底座用于与淬火机床，同时，所述支架上设有末端与毛坯侧壁相抵的抵推螺栓，防止毛坯绕连杆旋转，使毛坯保持竖直状态进行随后的中频感应淬火操作。
优选的，通过优化淬火感应器、淬火工装的结构，为导向滑靴感应淬火工艺实现创造尽可能好的条件。
进一步，步骤S6中，采用连续加热淬火法，加热和冷却同时进行，电源功率250-270kW，频率为2-8KHz，输入电压380-400V，电流50-70A，淬火机床移动速度1-1.5mm/s，启动加热后延时2s，采用PAG水溶性淬火介质冷却，介质浓度为10-12％，冷却介质温度为20-40℃，冷却方式为喷冷，喷水压力为0.35MPa，第三次回火温度220±10℃，第三次回火时间≥5h。
发明人通过反复试验，积累了大量的经验数据，对感应淬火参数及第三次回火参数进行优化，为导向滑靴感应淬火的质量稳定和提升提供了可靠的保证。
进一步，步骤S6之后还包括对淬火面进行二次渗透探伤，不允许有淬火裂纹显现。
本发明的有益效果是：
1、对铸件进行无损探伤，提高铸件材料质量，为后序感应淬火质量稳定打下良好的基础，同时，通过增加感应淬火前加工的要求，淬火面及非淬火面的结构，最大程度避免因结构原因导致出现热处理淬火裂纹的可能性，此外，通过优化淬火感应器、淬火工装的结构，为导向滑靴感应淬火工艺实现创造尽可能好的条件。
2、感应淬火前探伤不仅对后序感应淬火提供了前期状况分析和预判，也可以对出现的问题进行必要的处理，避免后期热处理缺陷的发生，同时，发明人通过反复试验，积累了大量的经验数据，对感应淬火参数及第三次回火参数进行优化，为导向滑靴感应淬火的质量稳定和提升提供了可靠的保证。
附图说明
图1为淬火感应器的结构示意图；
图2为第一圆角和内倒角所在位置的示意图；
图3是第二圆角所在位置的示意图。
附图中：1-淬火面、2-淬火感应器、3-加热层、4-冷却层、5-喷水面、6-第一圆角、7-内倒角、8-第二圆角。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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做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。
实施例一：
一种采煤机导向滑靴铸造材料，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.35％、Mn0.45％、Si0.25％、P0.015％、S0.02％、Cr0.9％、Mo0.25％、Ni1.3％、Al0.02％、Cu0.015％、V0.08％，余量为Fe；
碳当量为CE，且CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.91％。
所述一种采煤机导向滑靴铸造材料的制备方法如下：
S1、冶炼：
根据铸造材料的配方成分及碳当量，将配方原料投入熔炼炉内，采电弧炉或转炉冶炼、LF炉外精炼的冶炼方式进行熔炼，得到钢液。
S2、铸造：
制作模具，浇注，铸造，得到铸件，对铸件进行无损探伤参考《JB/T5000.14-2007重型机械通用技术条件铸钢件无损探伤》中要求，铸件无损检验方法和验收标准(包括UT、PT、MT)，探伤验收标准：导轨面区域1级，其余部位2级；铸件晶粒度要求≥5级，提高铸件材料质量，为后序感应淬火质量稳定打下良好的基础。
S3、热处理：
切割浇冒口，进行正火和第一次回火处理，正火温度880℃，保温时间≥5h，出炉空冷，第一次回火温度600℃，保温时间≥8h，出炉空冷。
S4、粗加工，包括喷砂、清理、打磨等工序，粗加工结束后进行超声波探伤，主要是为了检查热处理过程中的缺陷。
S5、调质处理：
采用淬火+第二次回火方式，淬火温度850℃，保温时间≥4h，出炉油冷或用PAG水基淬火介质冷却，第二次回火温度610℃，保温时间≥6h，出炉空冷。
S6、磁粉或着色探伤，不允许有裂纹显现，主要是为了检查调质处理过程中的缺陷。
S7、淬火前加工：
如图2和图3所示，淬火面与非淬火面相交处倒第一圆角6，第一圆角6的半径不小于2mm，加工淬火面至其表面粗糙度不高于Ra6.3，相邻淬火面之间加工内倒角7，内倒角7的半径为3mm，在铸造非加工面与加工面相交处倒第二圆角8，第二圆角8的半径不小于8mm，得到毛坯。通过增加感应淬火前加工的要求，优化淬火面及相关部位的结构，最大程度避免因结构原因导致出现热处理淬火裂纹的可能性。
S8、对淬火面进行一次渗透探伤，不允许存在裂纹等影响淬火质量的缺陷，进一步鉴定感应淬火前的淬火面状态，避免因铸造、粗加工、热处理、调质处理等方面存在的缺陷影响感应淬火质量。感应淬火前探伤不仅对后序感应淬火提供了前期状况分析和预判，也可以对出现的问题进行必要的处理，避免后期热处理缺陷的发生。
S9、感应淬火及第三次回火处理：
将淬火工装和淬火感应器安装到淬火机床上，再安装毛坯，保证毛坯垂直度≤0.5mm，调整淬火感应器与毛坯各个淬火面的间隙，保证间隙均匀，检测淬火介质浓度及温度，确保在工艺要求范围内，调整出水压力至工艺要求的范围，打开阀门，检测喷水情况，空载试车，上下移动淬火机床，确保淬火感应器和各个淬火面上下间隙一致，淬火机床运行平稳，对毛坯进行中频感应淬火及第三次回火处理。
如图1所示，根据图纸要求的导向滑靴尺寸，确定淬火感应器2尺寸，淬火感应器2为连续淬火喷冷感应器，采用双层结构，包括加热层3和冷却层4，加热层3装有导磁体，用于淬火面1加热，所述冷却层4加工有斜面作为喷水面5，喷水面5加工有直径为0.8mm喷水孔，喷水面5与淬火面1呈45°夹角，保证感应淬火时喷出的水能够到达淬火面1，同时，淬火感应器与淬火面的间隙为1mm。淬火工装用于将毛坯固定在淬火机床上，所述淬火工装包括支架、耳板和底座，且耳板、底座均与支架固连，所述耳板上设有安装孔，且毛坯的耳孔与安装孔通过连杆固连，所述底座用于与淬火机床，同时，所述支架上设有末端与毛坯侧壁相抵的抵推螺栓，防止毛坯绕连杆旋转，使毛坯保持竖直状态进行随后的中频感应淬火操作。通过优化淬火感应器、淬火工装的结构，为导向滑靴感应淬火工艺实现创造尽可能好的条件。
发明人通过反复试验，积累了大量的经验数据，对感应淬火参数及第三次回火参数进行优化，为导向滑靴感应淬火的质量稳定和提升提供了可靠的保证。具体的，采用连续加热淬火法，加热和冷却同时进行，电源功率250kW，频率为2KHz，输入电压380V，电流50A，淬火机床移动速度1mm/s，启动加热后延时2s，采用PAG水溶性淬火介质冷却，介质浓度为10％，冷却介质温度为20℃，冷却方式为喷冷，喷水压力为0.35MPa，第三次回火温度210℃，第三次回火时间≥5h。
S10、对淬火面进行二次渗透探伤，未出现淬火裂纹。
S11、精加工，满足图纸尺寸要求，防锈处理，包装。
实施例二：
一种采煤机导向滑靴铸造材料，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.4％、Mn0.55％、Si0.42％、P0.03％、S0.02％、Cr1.2％、Mo0.3％、Ni1.55％、Al0.04％、Cu0.2％、V0.1％，余量为Fe。
所述一种采煤机导向滑靴铸造材料的制备方法如下：
S1、冶炼：
根据铸造材料的配方成分及碳当量，将配方原料投入熔炼炉内，采电弧炉或转炉冶炼、LF炉外精炼的冶炼方式进行熔炼，得到钢液。
S2、铸造：
制作模具，浇注，铸造，得到铸件，对铸件进行无损探伤参考《JB/T5000.14-2007重型机械通用技术条件铸钢件无损探伤》中要求，铸件无损检验方法和验收标准(包括UT、PT、MT)，探伤验收标准：导轨面区域1级，其余部位2级；铸件晶粒度要求≥5级，提高铸件材料质量，为后序感应淬火质量稳定打下良好的基础。
S3、热处理：
切割浇冒口，进行正火和第一次回火处理，正火温度890℃，保温时间≥5h，出炉空冷，第一次回火温度630℃，保温时间≥8h，出炉空冷。
S4、粗加工，包括喷砂、清理、打磨等工序，粗加工结束后进行超声波探伤，主要是为了检查热处理过程中的缺陷。
S5、调质处理：
采用淬火+第二次回火方式，淬火温度860℃，保温时间≥4h，出炉油冷或用PAG水基淬火介质冷却，第二次回火温度620℃，保温时间≥6h，出炉空冷。
S6、磁粉或着色探伤，不允许有裂纹显现，主要是为了检查调质处理过程中的缺陷。
S7、淬火前加工：
淬火面与非淬火面相交处倒第一圆角6，第一圆角6的半径不小于2mm，加工淬火面至其表面粗糙度不高于Ra6.3，相邻淬火面之间加工内倒角7，内倒角7的半径为4mm，在铸造非加工面与加工面相交处倒第二圆角8，第二圆角8的半径不小于8mm，得到毛坯。通过增加感应淬火前加工的要求，优化淬火面及相关部位的结构，最大程度避免因结构原因导致出现热处理淬火裂纹的可能性。
S8、对淬火面进行一次渗透探伤，不允许存在裂纹等影响淬火质量的缺陷，进一步鉴定感应淬火前的淬火面状态，避免因铸造、粗加工、热处理、调质处理等方面存在的缺陷影响感应淬火质量。感应淬火前探伤不仅对后序感应淬火提供了前期状况分析和预判，也可以对出现的问题进行必要的处理，避免后期热处理缺陷的发生。
S9、感应淬火及第三次回火处理：
将淬火工装和淬火感应器安装到淬火机床上，再安装毛坯，保证毛坯垂直度≤0.5mm，调整淬火感应器与毛坯各个淬火面的间隙，保证间隙均匀，检测淬火介质浓度及温度，确保在工艺要求范围内，调整出水压力至工艺要求的范围，打开阀门，检测喷水情况，空载试车，上下移动淬火机床，确保淬火感应器和各个淬火面上下间隙一致，淬火机床运行平稳，对毛坯进行中频感应淬火及第三次回火处理。
喷水面5加工有直径为1.2mm喷水孔，喷水面5与淬火面1呈50°夹角，淬火感应器2与淬火面1的间隙为3mm。淬火工装用于将毛坯固定在淬火机床上，所述淬火工装包括支架、耳板和底座，且耳板、底座均与支架固连，所述耳板上设有安装孔，且毛坯的耳孔与安装孔通过连杆固连，所述底座用于与淬火机床，同时，所述支架上设有末端与毛坯侧壁相抵的抵推螺栓，防止毛坯绕连杆旋转，使毛坯保持竖直状态进行随后的中频感应淬火操作。通过优化淬火感应器、淬火工装的结构，为导向滑靴感应淬火工艺实现创造尽可能好的条件。
发明人通过反复试验，积累了大量的经验数据，对感应淬火参数及第三次回火参数进行优化，为导向滑靴感应淬火的质量稳定和提升提供了可靠的保证。具体的，采用连续加热淬火法，加热和冷却同时进行，电源功率260kW，频率为5KHz，输入电压390V，电流60A，淬火机床移动速度1.2mm/s，启动加热后延时2s，采用PAG水溶性淬火介质冷却，介质浓度为11％，冷却介质温度为30℃，冷却方式为喷冷，喷水压力为0.35MPa，第三次回火温度220℃，第三次回火时间≥5h。
S10、对淬火面进行二次渗透探伤，未出现淬火裂纹。
S11、精加工，满足图纸尺寸要求，防锈处理，包装。
实施例三：
一种采煤机导向滑靴铸造材料，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.45％、Mn0.7％、Si0.6％、P0.03％、S0.03％、Cr1.4％、Mo0.35％、Ni1.8％、Al0.04％、Cu0.25％、V0.1％，余量为Fe；
碳当量为CE，且CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.91％。
所述一种采煤机导向滑靴铸造材料的制备方法如下：
S1、冶炼：
根据铸造材料的配方成分及碳当量，将配方原料投入熔炼炉内，采电弧炉或转炉冶炼、LF炉外精炼的冶炼方式进行熔炼，得到钢液。
S2、铸造：
制作模具，浇注，铸造，得到铸件，对铸件进行无损探伤参考《JB/T5000.14-2007重型机械通用技术条件铸钢件无损探伤》中要求，铸件无损检验方法和验收标准(包括UT、PT、MT)，探伤验收标准：导轨面区域1级，其余部位2级；铸件晶粒度要求≥5级，提高铸件材料质量，为后序感应淬火质量稳定打下良好的基础。
S3、热处理：
切割浇冒口，进行正火和第一次回火处理，正火温度900℃，保温时间≥5h，出炉空冷，第一次回火温度650℃，保温时间≥8h，出炉空冷。
S4、粗加工，包括喷砂、清理、打磨等工序，粗加工结束后进行超声波探伤，主要是为了检查热处理过程中的缺陷。
S5、调质处理：
采用淬火+第二次回火方式，淬火温度870℃，保温时间≥4h，出炉油冷或用PAG水基淬火介质冷却，第二次回火温度630℃，保温时间≥6h，出炉空冷。
S6、磁粉或着色探伤，不允许有裂纹显现，主要是为了检查调质处理过程中的缺陷。
S7、淬火前加工：
淬火面与非淬火面相交处倒第一圆角6，第一圆角6的半径不小于2mm，加工淬火面至其表面粗糙度不高于Ra6.3，相邻淬火面之间加工内倒角7，内倒角7的半径为5mm，在铸造非加工面与加工面相交处倒第二圆角8，第二圆角8的半径不小于8mm，得到毛坯。通过增加感应淬火前加工的要求，优化淬火面及相关部位的结构，最大程度避免因结构原因导致出现热处理淬火裂纹的可能性。
S8、对淬火面进行一次渗透探伤，不允许存在裂纹等影响淬火质量的缺陷，进一步鉴定感应淬火前的淬火面状态，避免因铸造、粗加工、热处理、调质处理等方面存在的缺陷影响感应淬火质量。感应淬火前探伤不仅对后序感应淬火提供了前期状况分析和预判，也可以对出现的问题进行必要的处理，避免后期热处理缺陷的发生。
S9、感应淬火及第三次回火处理：
将淬火工装和淬火感应器安装到淬火机床上，再安装毛坯，保证毛坯垂直度≤0.5mm，调整淬火感应器与毛坯各个淬火面的间隙，保证间隙均匀，检测淬火介质浓度及温度，确保在工艺要求范围内，调整出水压力至工艺要求的范围，打开阀门，检测喷水情况，空载试车，上下移动淬火机床，确保淬火感应器和各个淬火面上下间隙一致，淬火机床运行平稳，对毛坯进行中频感应淬火及第三次回火处理。
喷水面5加工有直径为1.5mm喷水孔，喷水面5与淬火面1呈55°夹角，淬火感应器2与淬火面1的间隙为4mm。淬火工装用于将毛坯固定在淬火机床上，所述淬火工装包括支架、耳板和底座，且耳板、底座均与支架固连，所述耳板上设有安装孔，且毛坯的耳孔与安装孔通过连杆固连，所述底座用于与淬火机床，同时，所述支架上设有末端与毛坯侧壁相抵的抵推螺栓，防止毛坯绕连杆旋转，使毛坯保持竖直状态进行随后的中频感应淬火操作。通过优化淬火感应器、淬火工装的结构，为导向滑靴感应淬火工艺实现创造尽可能好的条件。
发明人通过反复试验，积累了大量的经验数据，对感应淬火参数及第三次回火参数进行优化，为导向滑靴感应淬火的质量稳定和提升提供了可靠的保证。具体的，采用连续加热淬火法，加热和冷却同时进行，电源功率270kW，频率为8KHz，输入电压400V，电流70A，淬火机床移动速度1.5mm/s，启动加热后延时2s，采用PAG水溶性淬火介质冷却，介质浓度为12％，冷却介质温度为40℃，冷却方式为喷冷，喷水压力为0.35MPa，第三次回火温度230℃，第三次回火时间≥5h。
S10、对淬火面进行二次渗透探伤，未出现淬火裂纹。
S11、精加工，满足图纸尺寸要求，防锈处理，包装。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种采煤机导向滑靴铸造材料，其特征在于，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.35-0.45％、Mn0.45-0.7％、Si0.25-0.6％、P≤0.03％、S≤0.03％、Cr0.9-1.4％、Mo0.25-0.35％、Ni1.3-1.8％、Al≤0.04％、Cu≤0.25％、V≤0.1％，余量为Fe；
碳当量为CE，且CE＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.91％。
2.根据权利要求1所述的采煤机导向滑靴铸造材料，其特征在于，包括以下重量百分比的配方成分：
C0.4％、Mn0.55％、Si0.42％、P0.03％、S0.02％、Cr1.2％、Mo0.3％、Ni1.55％、Al0.04％、Cu0.2％、V0.1％，余量为Fe。
3.一种利用权利要求1或2所述的采煤机导向滑靴铸造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、冶炼：
根据铸造材料的配方成分及碳当量，将配方原料投入熔炼炉内，进行熔炼，得到钢液；
S2、铸造：
制作模具，浇注，铸造，得到铸件，对铸件进行无损探伤，探伤验收标准：导轨面区域1级，其余部位2级，铸件晶粒度要求≥5级；
S3、热处理：
切割浇冒口，进行正火和第一次回火处理，正火温度880-900℃，保温时间≥5h，出炉空冷，第一次回火温度600-650℃，保温时间≥8h，出炉空冷；
S4、调质处理：
采用淬火+第二次回火方式，淬火温度850-870℃，保温时间≥4h，出炉油冷或用PAG水基淬火介质冷却，第二次回火温度620±10℃，保温时间≥6h，出炉空冷；
S5、淬火前加工：
淬火面与非淬火面相交处倒第一圆角，加工淬火面至其表面粗糙度不高于Ra6.3，相邻淬火面之间加工内倒角，在铸造非加工面与加工面相交处倒第二圆角，得到毛坯；
S6、感应淬火及第三次回火处理：
S61、将淬火工装和淬火感应器安装到淬火机床上，再安装毛坯，保证毛坯垂直度≤0.5mm；
S62、调整淬火感应器与毛坯各个淬火面的间隙，保证间隙均匀；
S63、检测淬火介质浓度及温度，确保在工艺要求范围内，调整出水压力至工艺要求的范围，打开阀门，检测喷水情况；
S64、空载试车，上下移动淬火机床，确保淬火感应器和各个淬火面上下间隙一致，淬火机床运行平稳；
S65、对毛坯进行中频感应淬火及第三次回火处理；
S7、精加工、防锈处理及包装。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，第一圆角的半径不小于2mm，内倒角的半径为3-5mm，第二圆角的半径不小于8mm。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中，根据图纸要求的导向滑靴尺寸，确定淬火感应器尺寸，淬火感应器为连续淬火喷冷感应器，其采用双层结构，包括加热层和冷却层，所述加热层装有导磁体，用于淬火面加热，所述冷却层加工有斜面作为喷水面，所述喷水面上加工有直径为0.8-1.5mm喷水孔，且喷水面与淬火面呈45-55°夹角。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，淬火感应器与淬火面的间隙为1-4mm。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述淬火工装包括支架、耳板和底座，且耳板、底座均与支架固连，所述耳板上设有安装孔，且毛坯的耳孔与安装孔通过连杆固连，所述底座用于与淬火机床，且支架上设有末端与毛坯侧壁相抵的抵推螺栓。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，采用连续加热淬火法，加热和冷却同时进行，电源功率250-270kW，频率为2-8KHz，输入电压380-400V，电流50-70A，淬火机床移动速度1-1.5mm/s，启动加热后延时2s，采用PAG水溶性淬火介质冷却，介质浓度为10-12％，冷却介质温度为20-40℃，冷却方式为喷冷，喷水压力为0.35MPa，第三次回火温度220±10℃，第三次回火时间≥5h。
9.根据权利要求4-8任一所述的制备方法，其特征在于，步骤S3之后进行粗加工，包括喷砂、清理、打磨，粗加工结束后进行超声波探伤，检查热处理过程中的缺陷。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤S6之前还包括对淬火面进行一次渗透探伤，不允许存在影响淬火质量的缺陷，步骤S6之后还包括对淬火面进行二次渗透探伤，不允许有淬火裂纹显现。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117588211A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 三一重型装备有限公司 一种导向滑靴、采煤机及导向滑靴制造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042060A (ja) * 2001-05-21 2003-02-13 Toyota Industries Corp 斜板式圧縮機用シューおよびその製造方法
CN101509063A (zh) * 2008-12-24 2009-08-19 中信重工机械股份有限公司 一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺
CN101660025A (zh) * 2009-09-28 2010-03-03 洛阳Lyc轴承有限公司 一种超大直径轴承铸钢件的中频淬火工艺
CN108286016A (zh) * 2018-01-23 2018-07-17 合肥康之恒机械科技有限公司 一种采矿钻杆用锻造钢及其制备方法
CN110016619A (zh) * 2019-05-28 2019-07-16 营口市特殊钢锻造有限责任公司 一种矿用高强度耐磨材料及其制备方法
CN110306012A (zh) * 2019-08-20 2019-10-08 郑州煤机智能工作面科技有限公司 一种内齿圈表面感应淬火处理方法
CN110306113A (zh) * 2019-07-24 2019-10-08 郑州煤机智能工作面科技有限公司 一种滑靴用铸钢材料及铸造方法
CN110408856A (zh) * 2019-09-09 2019-11-05 郑州煤机智能工作面科技有限公司 一种用于采煤机扭矩轴的铸造材料及其铸造方法
CN110564924A (zh) * 2019-10-30 2019-12-13 江苏聚源电气有限公司 一种40CrMnMo钢调质与整体淬火工艺方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042060A (ja) * 2001-05-21 2003-02-13 Toyota Industries Corp 斜板式圧縮機用シューおよびその製造方法
CN101509063A (zh) * 2008-12-24 2009-08-19 中信重工机械股份有限公司 一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺
CN101660025A (zh) * 2009-09-28 2010-03-03 洛阳Lyc轴承有限公司 一种超大直径轴承铸钢件的中频淬火工艺
CN108286016A (zh) * 2018-01-23 2018-07-17 合肥康之恒机械科技有限公司 一种采矿钻杆用锻造钢及其制备方法
CN110016619A (zh) * 2019-05-28 2019-07-16 营口市特殊钢锻造有限责任公司 一种矿用高强度耐磨材料及其制备方法
CN110306113A (zh) * 2019-07-24 2019-10-08 郑州煤机智能工作面科技有限公司 一种滑靴用铸钢材料及铸造方法
CN110306012A (zh) * 2019-08-20 2019-10-08 郑州煤机智能工作面科技有限公司 一种内齿圈表面感应淬火处理方法
CN110408856A (zh) * 2019-09-09 2019-11-05 郑州煤机智能工作面科技有限公司 一种用于采煤机扭矩轴的铸造材料及其铸造方法
CN110564924A (zh) * 2019-10-30 2019-12-13 江苏聚源电气有限公司 一种40CrMnMo钢调质与整体淬火工艺方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘冰 等: "浅析导向滑靴中频感应淬火裂纹产生的原因及预防措施", 《金属加工（热加工）》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117588211A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 三一重型装备有限公司 一种导向滑靴、采煤机及导向滑靴制造方法
CN117588211B (zh) * 2024-01-18 2024-04-12 三一重型装备有限公司 一种导向滑靴、采煤机及导向滑靴制造方法

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