CN1669726A

CN1669726A - 高耐磨平地机刀片制造方法

Info

Publication number: CN1669726A
Application number: CN 200510031428
Authority: CN
Inventors: 单小宏; 蒋建献
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2025-04-06
Also published as: CN100384585C

Abstract

本发明公开了一种高耐磨平地机刀片制造方法，旨在提供一种工艺简单、成本低廉的平地机刀片制造方法。通过该工艺生产出性能更优、使用寿命更长的平地机刀片。它是用合金钢铸造或机加工成平地机刀片，将平地机刀片在200℃保温1小时以上进行退火处理，将平地机刀片的工作面打磨除氧化膜和清洗后，对刀片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。

Description

高耐磨平地机刀片制造方法

技术领域

本发明涉及一种建筑机械制造工艺，尤其涉及一种平地机刀片的选材和制备工艺。

背景技术

目前，随着工业的发展，机械制造中采用淬火工艺提高材料的耐磨性得到普遍应用。

淬火主要是利用在高温下快速冷却获得马氏体组织，提高工件的硬度、强度和耐磨性能。其优点是在选好材料后对材料进行淬火可以延长材料的寿命2～6倍。因此得到了广泛的应用。在实践中原来的平地机刀片为了延长使用寿命，也都采用对工作面进行淬火方法。但是本发明人在实践中发现，由于淬火后工作面整体硬度提高，在平地机刮到较硬地面时，刀口很容易发生崩刃的情况，而且由于淬火后硬度提高有限，耐磨性能提高也有限。同时淬火效果的好坏受到材料和工艺的影响。所以淬火后的平地机刀片使用寿命虽然有所提高，但是效果还是不佳，仍需要经常更换，即增加了生产成本，又浪费了大量材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉的平地机刀片制造方法。通过该工艺生产出性能更优、使用寿命更长的平地机刀片。

本发明的高耐磨平地机刀片制造方法，其特征在于用合金钢铸造或机加工成平地机刀片：将平地机刀片在200℃保温1小时以上进行退火处理，再将平地机刀片的工作面打磨除氧化膜和清洗后，对刀片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)、将刀片放入离子注渗处理炉中，抽真空，当真空度达到0.01～50Pa，通入氮气后加热，达到离子注渗温度800℃～960℃，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，同时钨离子的注入能量在30～300KeV，注入钨离子的浓度5～50％，该处理过程需16～36h，处理完后，刀片在炉中随炉冷却后取出刀片；

2)、将完成了步骤1)的刀片放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到860～960℃后，保温2～8h后随炉子冷却到800～870℃后进行60～80℃等温油淬火。

所述的离子注渗碳化钨层深度为1.0～2mm。所述的合金钢为16Mn、20MnV、20SiMn2MoV、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、15MnVB、20MnVB、40MnVB、20SiMnVB、15Cr、20Cr、30Cr、35C、40Cr、15CrMo、38CrSi、20CrMo、30CrMo、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMoV、25Cr2MoVA、20Cr3MoWVA、38CrMoAl、20CrV、40CrV、50CrVA、15CrMn、20CrMn、40CrMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMoAl、30CrMnAl、30CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、30CrMnTi、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、45CrNiMoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA中的一种。

本发明制造的平地机刀片，在保持心部韧性的前提下，大大提高材料表面的硬度，表面硬度可以达到58HRC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平地机刀片整体的强度，而且提高了材料的耐磨性，同时材料的自润滑系数也有一定的提高。

本发明还有如下优点：本制备工艺简单，切实可行。且本发明生产的平地机刀片由于选材合理、工艺简单先进，大大提高了平地机刀片工作面的硬度，有效增加了平地机刀片的强度和耐磨性。从根本上解决了原有工艺存在的不耐磨缺点。使用寿命可以提高2倍以上。

附图说明

图1为本发明制造的平地机刀片的正视图，

图2为本发明高耐磨平地机刀片的左剖视图，

图3为本发明高耐磨平地机刀片工作面的金相组织图。

图中1、2、3表示平地机刀片的工作面，

H1、碳化钨富集层厚度 H2、注渗碳化钨层厚度

具体实施方式

实施例1：一种平地机刀片制备工艺，采用16Mn合金钢作为平地机刀片的金属基体材料，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合金钢铸造成平地机刀片，然后将平地机刀片在200℃下保温1.5h进行完全退火。对平地机刀片的工作面1、2、3(如图1、2所示)打磨和清洗后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10～15Pa，脉冲电流束密度为1.0～1.5mA/cm²，脉冲频率为25HZ，加速电压在20KV之间，同时钨离子的注入能量为136KeV，注入钨离子的浓度在为24～36％，渗钨离子的时间为24h。处理完后，刀片在炉中随炉冷却后取出刀片。2)渗碳淬火处理：将完成了步骤1)的刀片放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到880℃后，保温4h后随炉子冷却到850℃后快速取出，放入到60℃的淬火油进行淬火。经过处理的平地机刀片的工作面的表面硬度为HRC56～58。同时注渗碳化钨层厚度H2为1.5～1.8mm，其中碳化钨富集层厚度H1为0.3mm左右(如图3所示)。注渗层金相组织为WC、Fe₂W、Fe₆W₆C、FeW₃C和WC_x等。

实施例2：先将16Mn合金钢机加工成平地机刀片，然后将平地机刀片在200℃下保温3h进行完全退火。对平地机刀片的工作面1、2、3(如图2所示)打磨和清洗后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0.01～1Pa，脉冲电流束密度为3～3.6mA/cm²，脉冲频率为50HZ，加速电压为30KV，同时钨离子的注入能量在150KeV，注入钨离子的浓度为45～50％，渗钨离子的时间为12h。处理完后，刀片在炉中随炉冷却后取出刀片。2)渗碳淬火处理：将完成了步骤1)的刀片放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到920℃后，保温2h后随炉子冷却到870℃后快速取出，放入到80℃的淬火油进行淬火。经过处理的平地机刀片的工作面的表面硬度为HRC60左右。同时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左右。注渗层金相组织为WC、Fe₂W、Fe₆W₆C、FeW₃C和WC_x等。

实施例3：先将16Mn合金钢机加工成平地机刀片，然后将平地机刀片在200℃下保温2h进行完全退火。对平地机刀片的工作面1、2、3(如图2所示)打磨和清洗后进行离子注渗碳化钨处理，具体步骤为1)离子注渗钨：处理炉的真空度为15～30Pa，脉冲电流束密度为0.6～1.1mA/cm²，脉冲频率在80～90HZ，加速电压为40KV，同时钨离子的注入能量在100KeV，注入钨离子的浓度为15～21％，渗钨离子的时间为12h。处理完后，刀片在炉中随炉冷却后，取出刀片。2)渗碳淬火处理：将完成了步骤1)的刀片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840℃后快速取出，放入到70℃的淬火油进行淬火。经过处理的平地机刀片的工作面的表面硬度为HRC56左右。同时注渗碳化钨层厚度为1.1～1.4mm，其中碳化钨富集层厚度为0.3mm左右。注渗层金相组织为WC、Fe₂W、Fe₆W₆C、FeW₃C和WC_x等。

Claims

1、一种高耐磨平地机刀片制造方法，其特征在于用合金钢铸造或机加工成平地机刀片，将平地机刀片在200℃保温1小时以上进行退火处理，将平地机刀片的工作面打磨除氧化膜和清洗后，对刀片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所述的高耐磨平地机刀片制造方法，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：

2)、将完成了步骤1)的刀片放入到普通的渗碳炉中，缓慢加热到800～960℃，保温2～12h随炉子冷却到800～870℃后进行60～80℃等温油淬火。

3、根据权利要求2所述的高耐磨平地机刀片制造方法，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所述的高耐磨平地机刀片制造方法，其特征在于所述的合金钢为16Mn、20MnV、20SiMn2MoV、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、15MnVB、20MnVB、40MnVB、20SiMnVB、15Cr、20Cr、30Cr、35C、40Cr、15CrMo、38CrSi、20CrMo、30CrMo、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMoV、25Cr2MoVA、20Cr3MoWVA、38CrMoAl、20CrV、40CrV、50CrVA、15CrMn、20CrMn、40CrMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMoAl、30CrMnAl、30CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、30CrMnTi、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、45CrNiMoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA中的一种。