重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重型刮板輸送機(jī)鏈輪性能的鏈輪制備工藝，屬于機(jī)械零部件制造領(lǐng)域。該工藝包括如下步驟：a、鏈輪的整體鑄造；鑄造得到的鏈輪毛坯按重量百分比計(jì)含：0.42～0.50％的C、1.20～1.50％的Mn、0.20～0.50％的Si、0.07～0.10％的V、0.05～0.08％的Ti，S和P均≤0.04％；b、熱處理：將鑄造得到的鏈輪毛坯依次進(jìn)行退火、淬火、高溫回火和鏈窩高頻淬火處理得到成品。本發(fā)明通過鏈輪材質(zhì)和熱處理工藝的改變，使得鏈輪各項(xiàng)性能都得到優(yōu)化，避免了齒面磨損嚴(yán)重、容易發(fā)生卷邊的現(xiàn)象，鏈輪使用時(shí)間得到提高。
【專利說明】重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械零部件制造領(lǐng)域，具體涉及一種能夠提高重型刮板輸送機(jī)鏈輪性能的鏈輪制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明所述的鏈輪是重型刮板輸送機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的主要零件，包括鏈輪齒、鏈輪體，鏈輪安裝在傳動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪鏈窩在和圓環(huán)鏈嚙合過程中承受著巨大的交變載荷和沖擊載荷，造成齒斷裂及鏈窩嚴(yán)重磨損或失效。
[0003]目前我國重型刮板輸送機(jī)通常用鏈輪材質(zhì)是:ZG45Mn、ZG35CrMo、ZG35CrMnS1、40CrNiMoA、42CrMo等，制造方法一是鏈輪整體鑄造，然后進(jìn)行熱處理工藝。以 申請(qǐng)人:曾今采用的ZG45Mn整體鑄造鏈輪為例，其熱處理工藝如下:
[0004]A退火:鏈輪平放爐內(nèi)，按100-120°C /h升溫到860-880°C并保溫12-18小時(shí)，出
爐空冷至常溫。
[0005]B淬火:鏈輪平放在爐內(nèi)，按90-100°C /h升溫到880-900°C并保溫3_4h，保溫結(jié)束后，將鏈輪放入水中，淬火時(shí)間為22-26秒內(nèi)完成。
[0006]C高溫回火:將淬火后的鏈輪平放入爐內(nèi)，按90_100°C /h升溫到550_580°C并保溫5-8小時(shí)，出爐使之冷卻到常溫。
[0007]D鏈窩高頻淬火:將感應(yīng)線圈套在鏈輪齒上，送電使齒加熱到860-880°C，放入水中15-20秒完成。
[0008]現(xiàn)有的鏈輪無論是何種材質(zhì)，何種制備工藝，基本都存在焊接性能較差、容易磨損、斷齒、卷邊、生產(chǎn)效率底、制造成本高等缺陷，因此不能適應(yīng)市場(chǎng)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高重型刮板輸送機(jī)鏈輪性能的鏈輪制備工藝。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，包括如下步驟:
[0011]a、鏈輪的整體鑄造；鑄造得到的鏈輪毛坯按重量百分比計(jì)含:0.42~0.50%的C、
1.20 ~L 50% 的 Μη、0.20 ~0.50% 的 S1、0.07 ~0.10% 的 V、0.05 ~0.08% 的 Ti，S 和 P均≤0.04% ；
[0012]b、熱處理:將鑄造得到的鏈輪毛坯依次進(jìn)行退火、淬火、高溫回火和鏈窩高頻淬火處理得到成品。
[0013]其中，上述工藝步驟a中，鑄造得到的鏈輪毛坯按重量百分比計(jì)含:0.45~0.46 %的 C、L 30 ~L 40%的 Μη、0.30 ~0.40%的 S1、0.08 ~0.09%的 N、Q.06 ~0.07%的 Ti。
[0014]其中，上述工藝步驟b中，淬火處理是指將鏈輪加熱到600~650°C之間，保溫I小時(shí)；然后再加熱到975~985之間，保溫3小時(shí)，最后油冷即可。[0015]其中，上述工藝步驟b中，回火處理是指將鏈輪加熱至590~610°C之間，保溫4小時(shí)，然后空冷即可。
[0016]其中，上述工藝步驟b中，鏈窩高頻淬火是指將高頻淬火爐的感應(yīng)線圈套在鏈輪齒上，然后送電加熱，鏈輪齒加熱到940~960°C之間時(shí)，取下感應(yīng)線圈，用5~10%的氯化鈉溶液作為冷卻介質(zhì)冷卻。所述的高頻是指頻率為0.15-2兆赫。
[0017]其中，上述工藝步驟b中，退火是指將鏈輪按100~120°C / h的速度升溫至860~880°C并保溫12~18小時(shí)，隨爐冷至300~400°C后出爐空冷至常溫。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對(duì)重型刮板輸送機(jī)鏈輪材質(zhì)的改變，配合熱處理工藝的改變，這些綜合措施使得鏈輪各項(xiàng)性能都得到優(yōu)化，避免了齒面磨損嚴(yán)重、容易發(fā)生卷邊、使用時(shí)間相對(duì)較短的缺陷。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]本發(fā)明重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，包括如下步驟:
[0021]a、鏈輪的整體鑄造；鑄造得到的鏈輪毛坯按重量百分比計(jì)含:0.42~0.50%的C、
1.20 ~L 50% 的 Μη、0.20 ~0.50% 的 S1、0.07 ~0.10% 的 N、Q.05 ~0.08% 的 Ti，S 和 P均≤0.04% ；
[0022]b、退火:將鏈輪按100~120°C / h的速度升溫至860~880°C并保溫12~18小時(shí)，隨爐冷至300~400°C后出爐空冷至常溫；
[0023]C、淬火:將鏈輪加熱到600~650°C之間，保溫I小時(shí)；然后再加熱到975~985之間，保溫3小時(shí)，最后油冷即可；
[0024]d、回火:將鏈輪加熱至590~610°C之間，保溫4小時(shí)，然后空冷即可；
[0025]e、鏈窩高頻淬火:將高頻淬火爐的感應(yīng)線圈套在鏈輪齒上，然后送電加熱，鏈輪齒加熱到940~960°C之間時(shí)，取下感應(yīng)線圈，用5~10%的氯化鈉溶液作為冷卻介質(zhì)冷卻。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明未對(duì)整體鑄造進(jìn)行詳細(xì)說明或限定，是由于本發(fā)明整體鑄造工藝采用常規(guī)工藝即可，無任何特別要求。上述工藝步驟c中所述的油冷，采用的介質(zhì)為常規(guī)的變壓器油即可。本發(fā)明工藝步驟e中所述高頻淬火爐可選型號(hào)GP100-R1A，頻率為0.15-2兆赫。本發(fā)明所述的重型刮板輸送機(jī)是指配套單電動(dòng)機(jī)額定功率達(dá)到132~200Kw的刮板輸送機(jī)。
[0027]本發(fā)明鏈輪材質(zhì)(ZG45MnVTi)是在ZG45Mn鋼中加入V和T1:
[0028]合金元素釩在鋼中的有利作用主要是以碳氧化物形式存在于基體和晶界上，起到沉淀強(qiáng)化和控制晶粒長(zhǎng)大的作用，釩在鐵素體中的溶解度比在奧氏體中的溶解度小，隨著相變的進(jìn)行，在一定熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件下，釩的氧、氮化物在相界析出，通過在兩相區(qū)加速冷卻，細(xì)化晶粒，由于釩和氮有很強(qiáng)的親和力，加入釩的同時(shí)，也增加了氮，使其強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng)。
[0029]鈦可有效控制鋼中的奧氏體晶粒長(zhǎng)大，尤其對(duì)高溫區(qū)奧氏體長(zhǎng)大的作用更加明顯，由于鈦的析出可固定焊接件粗晶區(qū)的自由氮，并控制焊縫區(qū)的晶粒長(zhǎng)大，對(duì)鋼焊接性能有較大提高，在低于900度正火時(shí)，能提高鋼的屈服點(diǎn)，同時(shí)不降低鋼的塑性。
[0030]在調(diào)質(zhì)方面，考慮到V、Ti元素是強(qiáng)碳化物形成元素，釩主要以VC、VN、V (CN)和VTi (CN)析出相和固溶方式存在于鑄鋼中，鈦主要以TiC、TiN、Ti(CN)存在于基體中。這些化合物具有硬度高、熔點(diǎn)高，對(duì)鋼的基體起到了增加鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性的作用。只有當(dāng)奧氏體溶入足夠的碳和合金元素時(shí)，特殊碳化物才有可能在奧氏體相界面上成核和長(zhǎng)大。實(shí)踐證明當(dāng)鋼中加入適量的Mn時(shí)，即可對(duì)奧氏體的形成起加速作用，這樣就要求溫度要比以往的溫度高。以往工藝調(diào)質(zhì)加熱到880°C，使碳化物形成元素基本沒有溶解在奧氏體中，全部溶在了鐵素體基體中?，F(xiàn)在調(diào)質(zhì)加熱到980°C左右，使一部分碳化物溶在奧氏體中，一部分溶在鐵素體中，這樣既增強(qiáng)了鐵素體基體，又在冷卻時(shí)存在于馬氏體中，在回火時(shí)成為回火索氏體。這種細(xì)晶粒的回火索氏體，在后續(xù)的表面感應(yīng)淬火(鏈窩高頻淬火處理)中得到組織細(xì)而硬、耐磨的馬氏體組織，達(dá)到鏈輪表面要求耐磨性高的要求。鏈輪在調(diào)質(zhì)方面改進(jìn)后，芯部組織比以往具有較高的硬度和強(qiáng)韌性。以往芯部組織硬度小于HB240，現(xiàn)在芯部組織硬度達(dá)到HB260以上。具體工藝是根據(jù)鏈輪的基本尺寸，鏈輪在室溫下入爐，控制加熱速度和采用分段加熱。加熱到600-650°C階段時(shí)保溫I小時(shí)，消除組織間的熱應(yīng)力，再加熱到9800C左右保溫3小時(shí)，出爐油冷?；鼗饡r(shí)，采用在600°C左右保溫4小時(shí)，后出爐水冷，以提高冷卻速度，避免第二類回火脆性，達(dá)到獲得細(xì)晶粒的回火索氏體，為后續(xù)的表面淬火作組織準(zhǔn)備。
[0031]在表面淬火方面，以往的表面淬火是在水中冷卻，在超音頻設(shè)備上加熱。以往是加熱到870°C左右，在水中冷卻，獲得的淬硬層只有2-3mm深，使鏈輪更換頻繁，增加生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在是在高頻感應(yīng)加熱爐上淬火，加熱到950°C左右，用用5~10%的氯化鈉溶液作冷卻介質(zhì)，獲得的淬硬層有4-6mm深，大大增強(qiáng)了鏈輪的耐磨性，使鏈輪使用周期提高2_3倍，降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了材料。
[0032]優(yōu)選的，為了是鏈輪性能搞好，上述工藝步驟a中，鑄造得到的鏈輪坯按重量百分比計(jì)含:0.45 ~0.46% 的 C、l.30 ~1.40% 的 Μn、0.30 ~0.40% 的 S1、0.08 ~0.09% 的V,0.06 ~0.07%的 Ti。
[0033]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明，但并不因此將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例之中。
[0034]實(shí)施例一
[0035]本發(fā)明重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，包括如下步驟:
[0036]a、鏈輪的整體鑄造；鑄造得到的鏈輪坯按重量百分比計(jì)含:0.45%的C、l.37%的Mn,0.35%的 S1、0.09%的 V、0.07%的 Ti，S 和 P 均≤ 0.04% ；
[0037]b、退火:將鏈輪按100~120°C / h的速度升溫至870°C并保溫15小時(shí)，隨爐冷至350°C后出爐空冷至常溫；
[0038]C、淬火:將鏈輪加熱到630°C，保溫I小時(shí)；然后再加熱到980，保溫3小時(shí)，最后油冷即可；
[0039]d、回火:將鏈輪加熱至600°C，保溫4小時(shí)，然后空冷即可；
[0040]e、鏈窩高頻淬火:將高頻淬火爐的感應(yīng)線圈套在鏈輪齒上，然后送電加熱，鏈輪齒加熱到950°C時(shí)，取下感應(yīng)線圈，用5~10%的氯化鈉溶液作為冷卻介質(zhì)冷卻，依次對(duì)每個(gè)鏈輪齒進(jìn)行淬火處理，完成鏈輪的制備過程。
[0041]實(shí)施例工藝與【背景技術(shù)】部分所述的 申請(qǐng)人:曾今采用的制備工藝相比，各項(xiàng)性能指標(biāo)如表1:[0042]表1改進(jìn)前和改進(jìn)后的各項(xiàng)性能對(duì)比
[0043]
【權(quán)利要求】
1.重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，其特征在于包括如下步驟: a、鏈輪的整體鑄造；鑄造得到的鏈輪毛坯按重量百分比計(jì)含:0.42~0.50%的C、1.20 ~L 50%的 Μη、0.20 ~0.50%的 S1、0.07 ~0.10%的 V、0.05 ~0.08%的 Ti，S 和 P均≤0.04% ； b、熱處理:將鑄造得到的鏈輪毛坯依次進(jìn)行退火、淬火、高溫回火和鏈窩高頻淬火處理得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，其特征在于:步驟a中，鑄造得到的鏈輪毛坯按重量百分比計(jì)含:0.45~0.46 %的C、1.30~1.40 %的Μη、0.30~0.40%的 S1、0.08 ~0.09%的 V、0.06 ~0.07%的 Ti。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，其特征在于:步驟b中，淬火處理是指將鏈輪加熱到600~650°C之間，保溫I小時(shí)；然后再加熱到975~985之間，保溫3小時(shí)，最后油冷即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，其特征在于:步驟b中，回火處理是指將鏈輪加熱至590~610°C之間，保溫4小時(shí)，然后空冷即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，其特征在于:步驟b中，鏈窩高頻淬火是指將高頻淬火爐的感應(yīng)線圈套在鏈輪齒上，然后送電加熱，鏈輪齒加熱到940~960°C之間時(shí)，取下感應(yīng)線圈，用5~10%的氯化鈉溶液作為冷卻介質(zhì)冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型刮板輸送機(jī)鏈輪制備工藝，其特征在于:步驟b中，退火是指將鏈輪按100~120°C / h的速度升溫至860~880°C并保溫12~18小時(shí)，隨爐冷至300~400°C后出爐空冷至常溫。
【文檔編號(hào)】C22C38/14GK103695778SQ201310722458
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】謝賢光, 林遠(yuǎn)銀, 王軍, 彭云清 申請(qǐng)人:攀枝花攀煤礦山機(jī)械制造有限公司