專利名稱：高耐磨平地機刀片制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑機械制造工藝，尤其涉及一種平地機刀片的選材和制備工藝。
背景技術(shù)：
目前，隨著工業(yè)的發(fā)展，機械制造中采用淬火工藝提高材料的耐磨性得到普遍應用。
淬火主要是利用在高溫下快速冷卻獲得馬氏體組織，提高工件的硬度、強度和耐磨性能。其優(yōu)點是在選好材料后對材料進行淬火可以延長材料的壽命2～6倍。因此得到了廣泛的應用。在實踐中原來的平地機刀片為了延長使用壽命，也都采用對工作面進行淬火方法。但是本發(fā)明人在實踐中發(fā)現(xiàn)，由于淬火后工作面整體硬度提高，在平地機刮到較硬地面時，刀口很容易發(fā)生崩刃的情況，而且由于淬火后硬度提高有限，耐磨性能提高也有限。同時淬火效果的好壞受到材料和工藝的影響。所以淬火后的平地機刀片使用壽命雖然有所提高，但是效果還是不佳，仍需要經(jīng)常更換，即增加了生產(chǎn)成本，又浪費了大量材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、成本低廉的平地機刀片制造方法。通過該工藝生產(chǎn)出性能更優(yōu)、使用壽命更長的平地機刀片。
本發(fā)明的高耐磨平地機刀片制造方法，其特征在于用合金鋼鑄造或機加工成平地機刀片將平地機刀片在200℃保溫1小時以上進行退火處理，再將平地機刀片的工作面打磨除氧化膜和清洗后，對刀片進行離子注滲碳化鎢處理工藝，包括兩道工序1)離子注滲鎢；2)滲碳淬火處理。
離子注滲碳化鎢處理工藝具體工序如下1)、將刀片放入離子注滲處理爐中，抽真空，當真空度達到0.01～50Pa，通入氮氣后加熱，達到離子注滲溫度800℃～960℃，脈沖電流沖擊由鎢合金做成的靶，脈沖電流束密度為0.3～6mA/cm2，脈沖頻率在25～100HZ，加速電壓在20～40KV，同時鎢離子的注入能量在30～300KeV，注入鎢離子的濃度5～50％，該處理過程需16～36h，處理完后，刀片在爐中隨爐冷卻后取出刀片；2)、將完成了步驟1)的刀片放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到860～960℃后，保溫2～8h后隨爐子冷卻到800～870℃后進行60～80℃等溫油淬火。
所述的離子注滲碳化鎢層深度為1.0～2mm。所述的合金鋼為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中的一種。
本發(fā)明制造的平地機刀片，在保持心部韌性的前提下，大大提高材料表面的硬度，表面硬度可以達到58HRC以上。同時滲透層中有WC外，還有其它的金屬間化合物如Fe2W、Fe6W6C、FeW3C等等，他們的存在不僅大大提高了平地機刀片整體的強度，而且提高了材料的耐磨性，同時材料的自潤滑系數(shù)也有一定的提高。
本發(fā)明還有如下優(yōu)點本制備工藝簡單，切實可行。且本發(fā)明生產(chǎn)的平地機刀片由于選材合理、工藝簡單先進，大大提高了平地機刀片工作面的硬度，有效增加了平地機刀片的強度和耐磨性。從根本上解決了原有工藝存在的不耐磨缺點。使用壽命可以提高2倍以上。


圖1為本發(fā)明制造的平地機刀片的正視圖，圖2為本發(fā)明高耐磨平地機刀片的左剖視圖，圖3為本發(fā)明高耐磨平地機刀片工作面的金相組織圖。
圖中1、2、3表示平地機刀片的工作面，H1、碳化鎢富集層厚度 H2、注滲碳化鎢層厚度具體實施方式
實施例1一種平地機刀片制備工藝，采用16Mn合金鋼作為平地機刀片的金屬基體材料，該材料的強度、耐磨性和抗腐蝕性能均優(yōu)于一般的碳素鋼。先將16Mn合金鋼鑄造成平地機刀片，然后將平地機刀片在200℃下保溫1.5h進行完全退火。對平地機刀片的工作面1、2、3(如圖1、2所示)打磨和清洗后進行離子注滲碳化鎢處理，具體步驟為1)、離子注滲鎢處理爐的真空度10～15Pa，脈沖電流束密度為1.0～1.5mA/cm2，脈沖頻率為25HZ，加速電壓在20KV之間，同時鎢離子的注入能量為136KeV，注入鎢離子的濃度在為24～36％，滲鎢離子的時間為24h。處理完后，刀片在爐中隨爐冷卻后取出刀片。2)滲碳淬火處理將完成了步驟1)的刀片放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到880℃后，保溫4h后隨爐子冷卻到850℃后快速取出，放入到60℃的淬火油進行淬火。經(jīng)過處理的平地機刀片的工作面的表面硬度為HRC56～58。同時注滲碳化鎢層厚度H2為1.5～1.8mm，其中碳化鎢富集層厚度H1為0.3mm左右(如圖3所示)。注滲層金相組織為WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
實施例2先將16Mn合金鋼機加工成平地機刀片，然后將平地機刀片在200℃下保溫3h進行完全退火。對平地機刀片的工作面1、2、3(如圖2所示)打磨和清洗后進行離子注滲碳化鎢處理，具體步驟為1)離子注滲鎢處理爐的真空度0.01～1Pa，脈沖電流束密度為3～3.6mA/cm2，脈沖頻率為50HZ，加速電壓為30KV，同時鎢離子的注入能量在150KeV，注入鎢離子的濃度為45～50％，滲鎢離子的時間為12h。處理完后，刀片在爐中隨爐冷卻后取出刀片。2)滲碳淬火處理將完成了步驟1)的刀片放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到920℃后，保溫2h后隨爐子冷卻到870℃后快速取出，放入到80℃的淬火油進行淬火。經(jīng)過處理的平地機刀片的工作面的表面硬度為HRC60左右。同時注滲碳化鎢層厚度為1.5～1.8mm，其中碳化鎢富集層厚度為0.3mm左右。注滲層金相組織為WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
實施例3先將16Mn合金鋼機加工成平地機刀片，然后將平地機刀片在200℃下保溫2h進行完全退火。對平地機刀片的工作面1、2、3(如圖2所示)打磨和清洗后進行離子注滲碳化鎢處理，具體步驟為1)離子注滲鎢處理爐的真空度為15～30Pa，脈沖電流束密度為0.6～1.1mA/cm2，脈沖頻率在80～90HZ，加速電壓為40KV，同時鎢離子的注入能量在100KeV，注入鎢離子的濃度為15～21％，滲鎢離子的時間為12h。處理完后，刀片在爐中隨爐冷卻后，取出刀片。2)滲碳淬火處理將完成了步驟1)的刀片放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到900℃后，保溫2h后隨爐子冷卻到840℃后快速取出，放入到70℃的淬火油進行淬火。經(jīng)過處理的平地機刀片的工作面的表面硬度為HRC56左右。同時注滲碳化鎢層厚度為1.1～1.4mm，其中碳化鎢富集層厚度為0.3mm左右。注滲層金相組織為WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
權(quán)利要求
1.一種高耐磨平地機刀片制造方法，其特征在于用合金鋼鑄造或機加工成平地機刀片，將平地機刀片在200℃保溫1小時以上進行退火處理，將平地機刀片的工作面打磨除氧化膜和清洗后，對刀片進行離子注滲碳化鎢處理工藝，包括兩道工序1)離子注滲鎢；2)滲碳淬火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨平地機刀片制造方法，其特征在于所述的離子注滲碳化鎢處理工藝具體工序如下1)、將刀片放入離子注滲處理爐中，抽真空，當真空度達到0.01～50Pa，通入氮氣后加熱，達到離子注滲溫度800℃～960℃，脈沖電流沖擊由鎢合金做成的靶，脈沖電流束密度為0.3～6mA/cm2，脈沖頻率在25～100HZ，加速電壓在20～40KV，同時鎢離子的注入能量在30～300KeV，注入鎢離子的濃度5～50％，該處理過程需16～36h，處理完后，刀片在爐中隨爐冷卻后取出刀片；2)、將完成了步驟1)的刀片放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到800～960℃，保溫2～12h隨爐子冷卻到800～870℃后進行60～80℃等溫油淬火。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐磨平地機刀片制造方法，其特征在于所述的離子注滲碳化鎢層深度為1.0～2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高耐磨平地機刀片制造方法，其特征在于所述的合金鋼為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中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高耐磨平地機刀片制造方法，旨在提供一種工藝簡單、成本低廉的平地機刀片制造方法。通過該工藝生產(chǎn)出性能更優(yōu)、使用壽命更長的平地機刀片。它是用合金鋼鑄造或機加工成平地機刀片，將平地機刀片在200℃保溫1小時以上進行退火處理，將平地機刀片的工作面打磨除氧化膜和清洗后，對刀片進行離子注滲碳化鎢處理工藝，包括兩道工序(1)離子注滲鎢；(2)滲碳淬火處理。
文檔編號B23P23/04GK1669726SQ200510031428
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者單小宏, 蔣建獻 申請人:三一重工股份有限公司