CN1669725A - 高强度高耐磨闸板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高耐磨闸板制造方法，旨在提供一种不仅使闸板的耐磨性提高，同时保持了基体的韧性，大大提高了闸板的使用寿命的制造方法，它是用合金钢或碳钢机加工成闸板，将闸板在200℃～250℃保温1～2小时进行退火处理，再将闸板的工作面打磨除氧化膜和清洗后，对闸板进行离子注渗碳化钨处理工艺，包括两道工序：1)离子注渗钨；2)渗碳淬火处理。本发明在850℃～950℃注渗碳化钨，然后进行渗碳淬火处理；形成耐磨性能好的表层，同时保持了基体的高韧性。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑机械零件制造工艺，尤其涉及一种闸板的选材和制备工艺。
背景技术
闸板是混凝土泵送机械中的关键零件之一，目前所使用的闸板主要是通过淬火以提高闸板的硬度来达到耐磨的效果。但是此种工艺制造的闸板硬度只有51～54HRC，其耐磨性不是很好，所以使用寿命不长，同时由于制备工艺的原因使得闸板韧性不好，在使用过程中闸板容易开裂，导致闸板失效。其本质是现有的制备工艺不可避免的缺陷导致闸板的耐磨性不好，脆性大，容易开裂，从而导致闸板的失效。所以淬火后的闸板使用寿命短，容易开裂，需经常更换，影响施工进程，提高施工成本和生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高闸板耐磨性的同时提高闸板的强度和韧性，避免其在使用过程中开裂，工艺简单，成本低廉的闸板制造方法。通过该工艺生产出更耐磨、强度更高、使用寿命更长的闸板。
本发明的高强度高耐磨的闸板的制造方法，其特征在于用合金钢或碳钢机加工闸板：将闸板在200℃～250℃保温1～2小时进行退火处理，再将闸板的工作面除氧化膜和清洗后，对闸板进行离子注渗碳化钨处理工艺，包括两道工序：1)离子注渗钨；2)渗碳淬火处理。
离子注渗碳化钨处理工艺具体工序如下：
1)、将闸板放入离子注渗处理炉中，抽真空，当真空度达到0.5～30Pa，通入氮气后加热，达到离子注渗温度850℃～950℃，脉冲电流冲击由钨合金做成的靶，脉冲电流束密度为0.3～6mA/cm2，脉冲频率在25～100HZ，加速电压在20～40KV，钨离子的注入能量在50～300KeV，注入钨离子的浓度20～50％，该处理过程需15～40h，处理完后，闸板在炉中随炉缓慢冷却后取出闸板；
2)、将完成了步骤1)的闸板放入普通的渗碳炉中，缓慢加热到800～950℃，保温2～10h后随炉子冷却到800～900℃后进行60～80℃等温油淬火。
所述的离子注渗钨层深度可为1.0～2mm。
所述的合金钢为16Mn，65Mn，40CrNiMoA，38CrMoAlA，40CrNi，Cr12MoV，Cr12中的一种，碳钢为45#钢或20#钢。
本发明制造的闸板，在保持心部韧性和基体强度的前提下，大大提高材料表面的硬度，表面硬度可以达到56HRC以上。同时渗透层中有WC外，还有其它的金属间化合物如Fe2W、Fe6W6C、FeW3C等等，他们的存在不仅大大提高了闸板整体的强度，而且提高了材料的耐磨性。
本发明还有如下优点：本制备工艺简单，切实可行。且本发明生产的闸板由于选材合理、工艺简单先进，大大提高了闸板工作面的硬度，有效增加了闸板的强度和耐磨性。从根本上解决了原有工艺存在的不耐磨，强度不够，容易开裂的缺点。使用闸板寿命提高2倍以上。
附图说明
图1为本发明制造的闸板的主视图，
图2为本发明制造的闸板的左剖视图，
图3为本发明制造的闸板工作面的金相组织图。
图中1、表示闸板的第一工作面， 2、表示闸板的第二工作面，
其中1部分为注渗区域，2部分为非注渗区域，
M1、碳化钨富集层厚度 M2、注渗碳化钨层厚度
具体实施方式
实施例1：一种闸板的制备工艺，采用16Mn合金钢作为所述闸板的基体材料，该材料的强度、耐磨性和抗腐蚀性能均优于一般的碳素钢。先将16Mn合金钢按图纸要求加工成闸板，然后将加工好的闸板在200℃下保温1h进行完全退火。对闸板的第一、二工作面1、2(如图1、2所示)打磨和清洗后，对第一工作面1进行离子注渗碳化钨处理，具体步骤为：1)、离子注渗钨：处理炉的真空度5～10Pa，脉冲电流束密度为2～2.5mA/cm2，脉冲频率在30HZ，加速电压在20KV之间，钨离子的注入能量在100KeV，注入钨离子的浓度在为25～30％，渗钨离子的时间为20h。处理完后，闸板在炉中随炉缓慢冷却后取出闸板。2)渗碳淬火处理：将完成了步骤1)的闸板放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到900℃后，保温2h后随炉子冷却到830℃后快速取出，放入到60℃的淬火油进行淬火。经过处理的闸板的表面硬度为HRC56～58。注渗碳化钨层厚度M2为1.0～1.2mm，其中碳化钨富集层厚度M1为0.3mm(如图3所示)。注渗层金相组织为WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
实施例2：先将38CrMoAlA合金钢按图纸机加工成闸板，然后将闸板在220℃下保温1.5h进行完全退火。对闸板的第一、二工作面1、2(如图1、2所示)打磨和清洗后，对第一工作面1进行离子注渗碳化钨处理，具体步骤为1)离子注渗钨：处理炉的真空度0.5～2Pa，脉冲电流束密度为2～5mA/cm2，脉冲频率在70HZ，加速电压在30KV，同时钨离子的注入能量在200KeV，注入钨离子的浓度在为30～40％，渗钨离子的时间为30h。处理完后，闸板在炉中随炉缓慢冷却后取出闸板。2)渗碳淬火处理：将完成了步骤1)的闸板放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到930℃后，保温5h后随炉子冷却到850℃后快速取出，放入到70℃的淬火油进行淬火。经过处理的闸板的表面硬度为HRC58～60。注渗碳化钨层厚度为1.2～1.5mm，其中碳化钨富集层厚度为0.3mm。注渗层金相组织为WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
实施例3：先将16Mn合金钢按图纸机加工成闸板，然后将闸板在250℃下保温2h进行完全退火。对闸板的第一、二工作面1、2(如图1、2所示)打磨和清洗后，对第一工作面1进行离子注渗碳化钨处理，具体步骤为1)离子注渗钨：处理炉的真空度20～30Pa，脉冲电流束密度为0.5～2mA/cm2，脉冲频率在80～100HZ，加速电压在40KV，同时钨离子的注入能量在300KeV，注入钨离子的浓度在为40～50％，渗钨离子的时间为36h。闸板在炉中随炉缓慢冷却后取出闸板。2)渗碳淬火处理：将完成了步骤1)的闸板放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到950℃后，保温5h后随炉子冷却到830℃后快速取出，放入到75℃的淬火油进行淬火。经过处理的闸板的表面硬度为HRC60～62。注渗碳化钨层厚度为1.5～1.8mm，其中碳化钨富集层厚度为0.3mm。注渗层金相组织为WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
Claims (4)
1、一种高强度高耐磨闸板制造方法，其特征在于用合金钢或碳钢机加工成闸板，将闸板在200℃～250℃保温1～2小时进行退火处理，再将闸板的工作面打磨除氧化膜和清洗后，对闸板进行离子注渗碳化钨处理工艺，包括两道工序：1)离子注渗钨；2)渗碳淬火处理。
2、根据权利要求1所述的高强度高耐磨闸板制造方法，其特征在于所述的离子注渗碳化钨处理工艺具体工序如下：
1)、将闸板放入离子注渗处理炉中，抽真空，当真空度达到0.5～30Pa，通入氮气后加热，达到离子注渗温度850℃～950℃，脉冲电流冲击由钨合金做成的靶，脉冲电流束密度为0.3～6mA/cm2，脉冲频率在25～100HZ，加速电压在20～40KV，钨离子的注入能量在50～300KeV，注入钨离子的浓度20～50％，该处理过程需15～40h，处理完后，闸板在炉中随炉缓慢冷却后取出闸板；
2)、将完成了步骤1)的闸板放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热至800～950℃，保温2～10h后，随炉子冷却至800～900℃后进行60～80℃等温油淬火。
3、根据权利要求2所述的高强度高耐磨闸板制造方法，其特征在于所述的离子注渗碳化钨层深度为1.0～2mm。
4、根据权利要求1或2或3所述的高强度高耐磨闸板制造方法，其特征在于所述的合金钢为16Mn，65Mn，40CrNiMoA，38CrMoAlA，40CrNi，Cr12MoV，Cr12中的一种，碳钢为45#钢或20#钢。
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