CN117161298B - 一种工程机械用支重轮的制造方法 - Google Patents
一种工程机械用支重轮的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117161298B CN117161298B CN202311446576.6A CN202311446576A CN117161298B CN 117161298 B CN117161298 B CN 117161298B CN 202311446576 A CN202311446576 A CN 202311446576A CN 117161298 B CN117161298 B CN 117161298B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- density nickel
- nickel
- annealing
- containing iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 214
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 188
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 183
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 148
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 133
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 127
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 107
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 107
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 14
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 claims description 7
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009497 press forging Methods 0.000 claims description 4
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013079 data visualisation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
本发明涉及合金的制造技术领域，具体公开了一种工程机械用支重轮的制造方法，由包含以下重量份比例的原料制成：高密度镍基合金重量份占比为30%‑50%，含碳铁占比为50%‑70%，其中，纯铁为49.9975%‑69.9988%，所锻坯料含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%‑0.0025%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为80%‑90%，含碳钨占比为10%‑20%，其中，纯钨为9.9970%‑19.9979%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%‑0.0030%。使用高密度合金镍与含碳铁融合而成的支重轮，能够提高支重轮的屈服强度和硬度。
Description
技术领域
本发明涉及合金的制造技术领域，特别涉及一种工程机械用支重轮的制造方法。
背景技术
支重轮是一种重要的机械元件，广泛应用于工程机械、汽车、航空航天等领域，用于增加机械系统的稳定性和承载能力，其主要作用是提供额外的质量，以抵消机械系统在高速运转或不稳定环境下产生的振动和震动，支重轮的设计和制造需要兼顾结构强度、稳定性和质量要求，以保证机械系统的安全和可靠性，而现今技术生产的支重轮，在硬度和韧性之间无法准确做到兼备，导致支重轮的屈服强度也受到影响，进而促使支重轮无法长久工作在恶劣的环境中，而高密度合金拥有着高硬度和韧性，因此，使用高密度的合金是同时提升支重轮硬度和韧性的必要手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工程机械用支重轮的制造方法，通过使用高密度合金镍与含碳铁融合制造而成的支重轮，能够提高支重轮的屈服强度和硬度，且在提升强度和硬度的同时协同提高支重轮的冲击韧性，此外，再依据畸变率优化出的退火参数，能够进一步提升支重轮综合性能。
为了达成以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种工程机械用支重轮的制造方法，由包含以下重量份比例的原料制成：
高密度镍基合金重量份占比为30%-50%，含碳铁占比为50-70%，其中，纯铁为49.9975%-69.9988%，所锻坯料含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%-0.0025%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为80%-90%，含碳钨占比为10%-20%，其中，纯钨为9.9970%-19.9979%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%-0.0030%；
优选的，所述高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮在制备前，需要对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，所用处理机器为热压锻缩机，热压锻缩机中温度范围控制在1100-1300℃，在初始温度上升中，以5-15℃/s的梯度进行升温，待达到温度控制范围后，保持温度170s-190s之间，锤击频率为20次/min。
作为本发明的进一步方案，所述高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，进行热变形处理工艺步骤中，为了降低热压锻缩机端部和压头间摩擦力，于热压锻缩机端部和压头间加入硅粉和石墨粉制备成的碳硅片，所制碳硅片的硅粉和石墨粉重量份混合比例为2：1。
优选的，所述高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，进行热变形处理工艺步骤中，退火参数调节控制范围为950-1050℃/h，在退火期间，以10-40s的时间间隔进行退火，以便降低高密度镍基合金与含碳铁融合组织的畸变率，畸变率限定为0.001-0.01%之间。
作为本发明的进一步方案，所述高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，以退火结束为基准，使用25-37℃的水进行冷却。
优选的，所述高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮生产工艺步骤具体为：
步骤S1，使用高密度镍基合金与含碳铁进行锻锭开坯；
步骤S2，对高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料进行热变形处理；
步骤S3，高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料热变形退火参数调节；
步骤S4，产出支重轮，并对支重轮进行性能检测及优化。
作为本发明的进一步方案，在对高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料进行热变形处理中，依据高密度镍基合金与含碳铁融合坯料的畸变率优化为0.001-0.005%，对退火参数和退火时间间隔进行优化，优化过程中，以退火参数和退火时间间隔作为双因素自变量，以畸变率作为因变量，进行因素参数的优化，所用优化公式为：
Jb=β0+β1a2+β2ab+β3b2+β4；
其中，Jb为高密度镍基与含碳铁融合的坯料进行热变形处理中畸变率的数值，β0-β3为退火参数和退火时间间隔与畸变率双因素分析中的相关系数，β4为退火参数和退火时间间隔与畸变率双因素分析中的常数，a为退火参数值，b为退火时间间隔。
作为本发明的进一步方案，所述高密度镍基合金与含碳铁制造的支重轮中，对支重轮性能进行检测，检测指标为屈服强度、硬度和冲击韧性的检测，其中，屈服强度为1100-1200Mpa，硬度45-50HRC，冲击韧性为50-60J。
作为本发明的进一步方案，所述高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮材料由包含以下重量份比例的原料制成：高密度镍基合金重量份占比为35%-40%，含碳铁占比为60%-65%，其中，纯铁为59.9988%-64.9984%，所锻坯料含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%-0.0016%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为85%-90%，含碳钨占比为10%-15%，其中，纯钨为9.9979%-14.9975%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%-0.0025%。
本发明的一种工程机械用支重轮的制造方法具有的有益技术效果：通过使用高密度合金镍与含碳铁融合制造而成的支重轮，能够提高支重轮的屈服强度和硬度，且在提升强度和硬度的同时协同提高支重轮的冲击韧性，此外，再依据畸变率优化出的退火参数，能够进一步提升支重轮综合性能。
该方法中未涉及部分均与现有技术相同或能够采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理，特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围；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
一种工程机械用支重轮的制造方法，由包含以下重量份比例的原料制成：
高密度镍基合金重量份占比为30%-50%，含碳铁占比为50%-70%，其中，纯铁为49.9975%-69.9988%，所锻坯料含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%-0.0025%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为80%-90%，含碳钨占比为10%-20%，其中，纯钨为9.9970%-19.9979%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%-0.0030%。
高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮在制备前，需要对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，所用处理机器为热压锻缩机，热压锻缩机中温度范围控制在1100-1300℃，在初始温度上升中，以5-15℃/s的梯度进行升温，待达到温度控制范围后，保持温度170s-190s之间，锤击频率为20次/min。
高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，进行热变形处理工艺步骤中，为了降低热压锻缩机端部和压头间摩擦力，于热压锻缩机端部和压头间加入硅粉和石墨粉制备成的碳硅片，所制碳硅片的硅粉和石墨粉重量份混合比例为2：1。
高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，进行热变形处理工艺步骤中，退火参数调节控制范围为950-1050℃/h，在退火期间，以10-40s的时间间隔进行退火，以便降低高密度镍基合金与含碳铁融合组织的畸变率，畸变率限定为0.001%-0.01%之间。
高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，以退火结束为基准，使用25-37℃的水进行冷却。
其中，高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮生产工艺步骤具体为：
步骤S1，使用高密度镍基合金与含碳铁进行锻锭开坯；
步骤S2，对高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料进行热变形处理；
步骤S3，高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料热变形退火参数调节；
步骤S4，产出支重轮，并对支重轮进行性能检测及优化。
在对高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料进行热变形处理中，依据高密度镍基合金与含碳铁融合坯料的畸变率优化为0.001%-0.005%，对退火参数和退火时间间隔进行优化，优化过程中，以退火参数和退火时间间隔作为双因素自变量，以畸变率作为因变量，进行因素参数的优化，所用优化公式为：
Jb=β0+β1a2+β2ab+β3b2+β4；
其中，Jb为高密度镍基与含碳铁融合的坯料进行热变形处理中畸变率的数值，β0-β3为退火参数和退火时间间隔与畸变率双因素分析中的相关系数，β4为退火参数和退火时间间隔与畸变率双因素分析中的常数，a为退火参数值，b为退火时间间隔。
再对支重轮性能进行检测，检测指标为屈服强度、硬度和冲击韧性的检测，其中，屈服强度为1100-1200Mpa，硬度45-50HRC，冲击韧性为50-90J。
高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮材料由包含以下重量份比例的原料制成：高密度镍基合金重量份占比为35%-40%，含碳铁占比为60%-65%，其中，纯铁为59.9988%-64.9984%，所锻坯料含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%-0.0016%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为85%-90%，含碳钨占比为10%-15%，其中，纯钨为9.9979%-14.9975%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021-0.0025%。
样本1
高密度镍基合金重量份占比为30%，含碳铁为70%，其中在含碳铁中，纯铁占比为69.9982%，碳含量为0.0018%，高密度镍基合金中，纯镍占比为80%，含碳钨为20%，纯钨占比为19.9979%，其中，含碳钨中所含碳比例为0.0021%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1100℃，在初始温度上升中，以5℃/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度170s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为950℃/h，在退火期间，以10s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用25℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本2
高密度镍基合金重量份占比为32%，含碳铁为68%，纯铁占比为67.9981%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0019%，高密度镍基合金中，纯镍占比为81%，含碳钨为19%，其中，纯钨占比为18.9978%，含碳钨中所含碳比例为0.0022%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1200℃，在初始温度上升中，以6℃/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度180s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1000℃/h，在退火期间，以20s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用31℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本3
高密度镍基合金重量份占比为34%，含碳铁为66%，纯铁占比为65.9981%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0019%，高密度镍基合金中，纯镍占比为82%，含碳钨占比为18%，纯钨为17.9979%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1300℃，在初始温度上升中，以10℃/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度190s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1050℃/h，在退火期间，以30s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本4
高密度镍基合金重量份占比为36%，含碳铁为64%，纯铁占比为63.9981%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0019%，高密度镍基合金中，纯镍占比为83%，含碳钨占比为17%，纯钨为16.9978%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0022%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1300℃，在初始温度上升中，以15℃/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度190s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1050℃/h，在退火期间，以40s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
优化例
在进行退火程序的优化前，随机固定制备支重轮材料的份数，以高密度镍基合金重量份占比为37%，含碳铁为63%，纯铁占比为62.9987%，其中在所锻坯料含碳铁中碳含量为0.0013%，高密度镍基合金中，以纯镍占比为83%，含碳钨占比为17%，纯钨为16.9978%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0022%。
在支重轮的制备中，通过设置所用退火温度控制参数分别为950℃/h、1000℃/h和1050℃/h，退火时间间隔为10s、20s和30s，以退火控制参数和退火时间间隔作为双因素自变量，以畸变率作为因变量，每个自变量参数的变化均有三个重复，用于降低组内差异，所用分析方法为正交分析法，在分析前先使用单因素分析，确定退火温度控制参数和退火时间间隔与畸变率的相关性<0.05，具有显著的差异性，随后采用Design-Expert软件进行正交实验分析，在分析时，采用MIN-MAX方法，将退火参数、退火时间间隔和畸变率进行归一化处理，让数据可视化程度增加，提高优化分析的精确度。
经过分析所得退火参数程序的优化公式为：
Jb=0.045+0.98a2+0.76ab+0.88b2-0.0041；
其中，a为退火参数值，b为退火时间间隔。
当固定用于锻造支重轮材料的重量份数时，所得畸变率于退火温度参数为950-995℃/h、1015-1050℃/h和退火时间间隔10-18s、25-40s期间锻锭产生的畸变率>0.005%。
因此，依据优化公式，在退火温度参数为995-1015℃/h，退火时间间隔为18-25s时，所得畸变率为0.001%-0.005%，此时的，畸变率即为优化后所得的结果，而依据优化结果选取退火温度参数为1000℃/h，退火时间间隔为20s，进行后续的样本制备和检测。
样本5
高密度镍基合金重量份占比为38%，含碳铁为62%，纯铁占比为61.9980%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0020%，高密度镍基合金中，纯镍占比为84%，含碳钨占比16%，纯钨为15.9977%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0023%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1200℃，在初始温度上升中，以5/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度180s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1000℃/h，在退火期间，以20s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本6
高密度镍基合金重量份占比为40%，含碳铁为60%，纯铁占比为59.9979%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0021%，高密度镍基合金中，纯镍占比为85%，含碳钨占比15%，纯钨为14.9976%，其中，高密度镍基合金纯钨中所含碳比例为0.0024%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1200℃，在初始温度上升中，以5/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度180s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1000℃/h，在退火期间，以20s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本7
高密度镍基合金重量份占比为42%，含碳铁为58%，纯铁占比为57.9979%，其中在所锻坯料含碳钨中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0021%，高密度镍基合金中，纯镍占比为86%，含碳钨占比为14%，纯钨13.9976%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0024%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1200℃，在初始温度上升中，以5/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度180s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1000℃/h，在退火期间，以20s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本8
高密度镍基合金重量份占比为48%，含碳铁为52%，纯铁占比为51.9977%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0023%，高密度镍基合金中，纯镍占比为87%，含碳钨占比为13%，纯钨为12.9976%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0024%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1200℃，在初始温度上升中，以5/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度180s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1000℃/h，在退火期间，以20s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
样本9
高密度镍基合金重量份占比为50%，含碳铁为50%，纯铁占比为49.9976%，其中在所锻坯料含碳铁中对碳的含量进行检测，使用碳分析仪器检测碳含量为0.0024%，高密度镍基合金中，纯镍占比为80%，含碳钨占比为20%，纯钨为19.9975%，其中，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0025%。
使用以上材料对支重轮进行制备，具体步骤为：
1.将高密度镍基合金与含碳铁的材料放入球磨机中进行均匀混合；
2.对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，使用热压锻缩机对高密度镍基合金与含碳铁的混合料进行锻熔，所用热压锻缩机中温度控制在1200℃，在初始温度上升中，以5/s的梯度进行升温，待达到控制温度后，保持温度180s；
3.在锻锭热变形结束，进行退火处理退火参数调节控制范围为1000℃/h，在退火期间，以20s的时间间隔进行退火，以退火结束为基准，使用37℃的水进行冷却；
4.对制备出的支重轮进行屈服强度、硬度和冲击韧性的检测。
对比例
本对比例中的工程机械用支重轮与实施例1中的工程机械用支重轮的制备区别在于，原料中使用Mn、B和Mo元素的中低碳合金钢制备，其中，低碳合金钢中C含量为0.32%，Mn含量为1.15%，B含量为0.0005%，Mo含量0.25%，其余为铁。
汇总样本1-9和对比例中屈服强度、硬度和冲击韧性的检测数据，具体结果如下表1：
表1样本1-9和对比例中屈服强度、硬度和冲击韧性的检测结果
根据实施例1-9和对比例的对比可知，使用高密度镍合金制备成的支重轮，比使用Mn、B和Mo元素的中低碳合金钢制造的支重轮，在屈服强度、硬度和冲击韧性方面有着高优越性，能够提升工程机械用的支重轮综合性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种工程机械用支重轮的制造方法，其特征在于，由包含以下重量份比例的原料制成：
高密度镍基合金重量份占比为30%-50%，含碳铁占比为50%-70%，其中，纯铁为49.9975%-69.9988%，含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%-0.0025%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为80%-90%，含碳钨占比为10%-20%，其中，纯钨为9.9970%-19.9979%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%-0.0030%；
其中，所述高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮生产工艺步骤具体为：
步骤S1，使用高密度镍基合金与含碳铁进行锻锭开坯；
步骤S2，对高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料进行热变形处理；
步骤S3，高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料热变形退火参数调节；
步骤S4，产出支重轮，并对支重轮进行性能检测及优化；
所述高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮在制备前，需要对高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料进行热变形处理，所用处理机器为热压锻缩机，热压锻缩机中温度范围控制在1100-1300℃，在初始温度上升中，以5-15℃/s的梯度进行升温，待达到温度控制范围后，保持温度170s-190s之间，锤击频率为20次/min；所述高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，进行热变形处理工艺步骤中，为了降低热压锻缩机端部和压头间摩擦力，于热压锻缩机端部和压头间加入硅粉和石墨粉制备成的碳硅片，所制碳硅片的硅粉和石墨粉重量份混合比例为2：1；所述高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，进行热变形处理工艺步骤中，退火参数调节控制范围为950-1050℃/h，在退火期间，以10-40s的时间间隔进行退火，以便降低高密度镍基合金与含碳铁融合组织的畸变率，畸变率限定为0.001%-0.01%之间；
以退火参数和退火时间间隔作为双因素自变量，以畸变率作为因变量，进行因素参数的优化，所用优化公式为：
Jb=β0+β1a2+β2ab+β3b2+β4；
其中，Jb为高密度镍基与含碳铁融合的坯料进行热变形处理中畸变率的数值，β0-β3为退火参数和退火时间间隔与畸变率双因素分析中的相关系数，β4为退火参数和退火时间间隔与畸变率双因素分析中的常数，a为退火参数值，b为退火时间间隔。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械用支重轮的制造方法，其特征在于，所述高密度镍基合金与含碳铁融合锻制的支重轮材料由包含以下重量份比例的原料制成：高密度镍基合金重量份占比为35%-40%，含碳铁占比为60%-65%，其中，纯铁为59.9988%-64.9984%，所锻坯料含碳铁中碳的重量份比例为0.0012%-0.0016%，高密度镍基合金材料成分为纯镍和含碳钨，在高密度镍基合金中，按重量份比例计，纯镍占比为85%-90%，含碳钨占比为10%-15%，其中，纯钨为9.9979%-14.9975%，高密度镍基合金含碳钨中所含碳比例为0.0021%-0.0025%。
3.根据权利要求1所述的一种工程机械用支重轮的制造方法，其特征在于，在对高密度镍基合金与含碳铁融合的坯料进行热变形处理中，依据高密度镍基合金与含碳铁融合坯料的畸变率优化为0.001%-0.005%。
4.根据权利要求1所述的一种工程机械用支重轮的制造方法，其特征在于，所述高密度镍基合金与含碳铁的锻锭坯料，以退火结束为基准，使用25-37℃的水进行冷却。
5.根据权利要求2所述的一种工程机械用支重轮的制造方法，其特征在于，所述高密度镍基合金与含碳铁制造的支重轮中，对支重轮性能进行检测，检测指标为屈服强度、硬度和冲击韧性的检测，其中，屈服强度为1100-1200Mpa，硬度45-50HRC，冲击韧性为50-60J。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311446576.6A CN117161298B (zh) | 2023-11-02 | 2023-11-02 | 一种工程机械用支重轮的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311446576.6A CN117161298B (zh) | 2023-11-02 | 2023-11-02 | 一种工程机械用支重轮的制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117161298A CN117161298A (zh) | 2023-12-05 |
| CN117161298B true CN117161298B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=88930153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311446576.6A Active CN117161298B (zh) | 2023-11-02 | 2023-11-02 | 一种工程机械用支重轮的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117161298B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105821275A (zh) * | 2015-01-04 | 2016-08-03 | 山东科技大学 | 一种碳化钨合金块体的感应加热合成方法 |
| CN106369107A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 芜湖市和蓄机械股份有限公司 | 一种汽车传动用飞轮及其制造方法与应用 |
| CN108411192A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-08-17 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种高淬透性工程机械支重轮用钢及制备方法 |
| CN111235434A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-05 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种高温使用的镍基变形高温合金轮盘锻件的制备方法 |
| CN111235502A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种大规格镍基高温合金锻件的生产方法 |
| TW202022133A (zh) * | 2018-12-07 | 2020-06-16 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | 鉻鐵合金 |
| CN114318059A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 宝武特种冶金有限公司 | 镍铬钨钼钴铁中间合金及其制备方法和应用 |
| CN115156472A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高性能镍基合金变形涡轮盘锻件的制备方法 |
| CN115156471A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高强镍基高温合金材料盘、轴类锻件的制备方法 |
| CN116179967A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-30 | 索特传动设备有限公司 | 一种支重轮轮轴用材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113403531B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-05-24 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | 高热强性高韧性热作模具钢及其制造工艺 |
-
2023
- 2023-11-02 CN CN202311446576.6A patent/CN117161298B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105821275A (zh) * | 2015-01-04 | 2016-08-03 | 山东科技大学 | 一种碳化钨合金块体的感应加热合成方法 |
| CN106369107A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 芜湖市和蓄机械股份有限公司 | 一种汽车传动用飞轮及其制造方法与应用 |
| CN108411192A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-08-17 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种高淬透性工程机械支重轮用钢及制备方法 |
| CN111235502A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种大规格镍基高温合金锻件的生产方法 |
| TW202022133A (zh) * | 2018-12-07 | 2020-06-16 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | 鉻鐵合金 |
| CN111235434A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-05 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种高温使用的镍基变形高温合金轮盘锻件的制备方法 |
| CN114318059A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 宝武特种冶金有限公司 | 镍铬钨钼钴铁中间合金及其制备方法和应用 |
| CN115156472A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高性能镍基合金变形涡轮盘锻件的制备方法 |
| CN115156471A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高强镍基高温合金材料盘、轴类锻件的制备方法 |
| CN116179967A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-30 | 索特传动设备有限公司 | 一种支重轮轮轴用材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117161298A (zh) | 2023-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11951530B2 (en) | High-strength stainless steel rotor and method for preparing the same | |
| EP3991881B1 (en) | Co-fe-ni alloy with high thermal conductivity and high strength for mold and additive manufacturing method thereof | |
| CN111390159B (zh) | 激光增材制造修复马氏体钢的合金粉末及其制备和应用 | |
| JP3780999B2 (ja) | 非調質鋼熱間鍛造部材の製造方法 | |
| CN103409690A (zh) | 低活化钢及其制备方法 | |
| CN117161298B (zh) | 一种工程机械用支重轮的制造方法 | |
| CN112030065A (zh) | 一种渗碳轴承钢及其制备方法 | |
| EP1544312A1 (en) | Method of producing heat-resistant high chromium ferritic/martensitic steel | |
| CN101532108B (zh) | 钼合金的制造方法 | |
| CN113667903A (zh) | 一种阶梯组织奥氏体不锈钢、无缝管及其制备方法和应用 | |
| CN112981265A (zh) | 一种无碳高速钢及其制备方法 | |
| JP2019044254A (ja) | 金型 | |
| CN111118383A (zh) | 一种粉末钢及其制备方法 | |
| JPH07252617A (ja) | 高強度高靱性チタン合金の製造方法 | |
| CN114395738B (zh) | 一种具有高热扩散系数模具钢及其制备方法 | |
| JPH03138343A (ja) | ニッケル基合金部材およびその製造方法 | |
| CN111621715B (zh) | 一种高密度高强度合金钢及其制备方法 | |
| CN109182706B (zh) | 一种高氮无磁不锈钢及其制造方法 | |
| CN110205549B (zh) | 一种高强韧中氮无磁不锈钢及其制造方法 | |
| CN114318150A (zh) | 一种耐高温螺栓及其生产工艺 | |
| CN112011739A (zh) | 一种高韧性铁合金及其制备方法和应用 | |
| CN108642400A (zh) | 一种高性能硬质合金模具材料及其制备方法 | |
| CN115927973B (zh) | 一种马氏体不锈钢及其制备方法及应用 | |
| CN117210718B (zh) | 一种α型钛合金及其制备方法 | |
| CN117418141A (zh) | 一种导磁钛合金及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |