一種截齒的表面處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種截齒的表面處理工藝，尤其涉及一種采煤機(jī)類(lèi)的截齒表面處理工
-H-
O
【背景技術(shù)】
[0002]截齒是煤礦采煤機(jī)及礦上巷道掘進(jìn)機(jī)械中使用的刃具，截齒質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響采掘機(jī)的效率和企業(yè)的生產(chǎn)成本，隨著人們對(duì)能源特別是煤炭需求的增加，為了提高采掘效率，采煤機(jī)的功率不斷增大，對(duì)截齒的質(zhì)量要求越來(lái)越高，作為采煤機(jī)截齒材料，要求其具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性、高的彎曲強(qiáng)度及耐腐蝕性，以防止截齒使用過(guò)程產(chǎn)生斷裂、彎曲、變形和早期磨損失效。目前國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的截齒性能大部分不能要求，造成煤炭開(kāi)采行業(yè)、巷道掘進(jìn)工程、道路維修等單位大多采用進(jìn)口的截齒，而進(jìn)口截齒價(jià)格高，成本居高不下，尤其是現(xiàn)在市場(chǎng)低迷情況下，如何滿足降低地下開(kāi)采成本需要開(kāi)發(fā)一種替代進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)截齒具有很重要意義。
[0003]目前關(guān)于截齒的表面處理工藝的相關(guān)文獻(xiàn)資料較多，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00710156941.4的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)《采煤機(jī)截齒表面處理工藝》其采用35鉻鉬釩合金結(jié)構(gòu)鋼作為材料，采用碳粉作為材料對(duì)截齒進(jìn)行滲碳，并對(duì)截齒進(jìn)行滲硼、鉬、鉻，然后再進(jìn)行鹽浴、退火處理、回火處理，其步驟復(fù)雜，滲速度慢，且滲層組織不均勻，從而使產(chǎn)品金相不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00810123512.1的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《采煤機(jī)截齒的硼碳共滲微合金化方法》，其通過(guò)酸洗，滲碳、鈦、錳處理，滲硼、鎢、鉻鹽浴、退火處理、回火處理、噴丸處理等步驟，其步驟復(fù)雜，且該專(zhuān)利申請(qǐng)人認(rèn)為在滲碳之前進(jìn)行酸洗，很有必要，但在實(shí)際滲碳過(guò)程中，是在爐溫高達(dá)900攝氏度左右的溫度進(jìn)行，需要有機(jī)雜質(zhì)類(lèi)物質(zhì)均在高溫環(huán)境下裂解汽化，故該步驟作用不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種提高截齒硬度和使用壽命的表面處理工藝。其實(shí)現(xiàn)形式如下:
一種截齒的表面處理工藝，包括截齒刀頭和截齒體，所述截齒體采用42CrMo合金鋼作為結(jié)構(gòu)鋼，進(jìn)行取料，鍛壓成型，金加工成型，表面處理，其特征在于，所述截齒體表面處理的工藝流程如下:(I)滲碳處理將截齒體放置在井式滲碳爐內(nèi)，采用滴注式氣體滲碳工藝進(jìn)行滲碳，滲碳劑為液態(tài)滲碳劑;滲碳溫度為900°C，保溫7?10.5小時(shí)，合理分配強(qiáng)滲及擴(kuò)散時(shí)間的比例，其目的是使?jié)B層碳濃度梯度平緩，使?jié)B層表面含碳量達(dá)到0.8%-0.90%，出爐冷卻至820°C后出爐放置緩冷罐緩冷，冷卻至室溫后取出截齒體，進(jìn)行拋丸處理，清除表面防滲涂料等雜質(zhì)；(2)釬焊與淬火將截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟(I)處理后的截齒體上，焊接時(shí)，選擇銅鎳鋅錳硅B_Cu55NiMnSi作為焊料，焊接溫度為950?960°C，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體齒頭的溫度控制在850?860°C; (3)低溫回火將步驟(2)處理后的截齒在450?460°C條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h;
(4)拋丸處理:將低溫回火后的截齒進(jìn)行拋丸處理，清除表面的氧化皮等臟污。
[0006]優(yōu)選的，所述液態(tài)滲碳劑為航空煤油、甲醇、乙醇中的一種，更優(yōu)選的，液態(tài)滲碳劑選用航空煤油。
[0007]其中，所述截齒刀頭的材料為硬質(zhì)合金。
[0008]本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案為:截齒體表面處理工藝:(I)將采用42CrMo合金鋼加工而成的截齒體置于井式滲碳爐內(nèi)，采用滴注式氣體滲碳工藝進(jìn)行滲碳，所采用的富化劑為航空煤油，滲碳溫度為900°C，保溫10.5h，冷卻至820°C后出爐，并置于緩冷罐緩冷，冷卻至室溫后取出截齒體，并進(jìn)行拋丸處理，清除表面雜質(zhì)；
(2)將由硬質(zhì)合金制成的截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟(I)處理后的截齒體上，焊接時(shí)，選擇銅鎳鋅錳硅B-Cu55NiMnSi作為焊料，焊接溫度為960°C，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體端部的溫度控制在860°C;
(3)將步驟(2)處理后的截齒在460°C條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h。
[0009]選擇航空煤油作為最佳滲碳劑的原因是因?yàn)楹娇彰河驮诟邷叵?，分解為氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等碳?xì)浠?，碳?xì)浠衔镌俜磻?yīng)可以得到活性碳原子，活性碳原子的滲透性強(qiáng)，且分布均勻并有平緩的濃度梯度。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于，本工藝的步驟簡(jiǎn)單，所耗時(shí)間短，且能耗低;其次本工藝滲碳工藝采用航空煤油滴注滲碳，其利用航空煤油在高溫下進(jìn)行高溫裂解，釋放出活性碳原子，其更加容易滲透進(jìn)入工件，且碳原子在工件內(nèi)分布均勻并有平緩的濃度梯度;經(jīng)過(guò)該工藝處理后的截齒體的金相非常佳，且工件硬度提高顯著；同時(shí)經(jīng)處理后的截齒體的截齒刀頭具有高的耐磨性能和高的沖擊韌性，其中截齒刀頭的表面硬度達(dá)到HRC62以上，芯部硬度達(dá)到HRC46-47，U型缺口沖擊Aku60J整體上較大的改善了截齒的綜合機(jī)械性能和使用壽命O
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為截齒刀頭芯部金相。
[0012]圖2為截齒刀頭表面金相。
[0013]圖3為截齒體截面圖。
[0014]圖中:I截齒體齒頭2刀頭3截齒體齒柄。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的具體闡述。
[0016]實(shí)施例1
本實(shí)施例公開(kāi)了一種截齒的表面處理工藝，其步驟如下:
(1)將采用42CrMo合金鋼加工而成的截齒體置于井式滲碳爐內(nèi)，采用滴注式氣體滲碳工藝進(jìn)行滲碳，所采用的滲碳劑為甲醇，滲碳溫度為900°C，保溫7h，冷卻至820°C后出爐，并置于緩冷罐緩冷，冷卻至室溫后取出截齒體，并進(jìn)行拋丸處理，清除表面雜質(zhì)；
(2)將由硬質(zhì)合金鋼制成的截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟(I)處理后的截齒體上，焊接時(shí)，選擇銅鎳鋅錳硅B_Cu55NiMnSi作為焊料，焊接溫度為950°C，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體端部的溫度控制在850°C;
(3)將步驟(2)處理后的截齒在450°C條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h;
(4)拋丸處理:將低溫回火后的截齒進(jìn)行拋丸處理，清除表面的氧化皮等臟污。
[0017]實(shí)施例2
本實(shí)施例公開(kāi)了一種截齒的表面處理工藝，其步驟如下:
(1)將采用42CrMo合金鋼加工而成的截齒體置于井式滲碳爐內(nèi)，采用滴注式氣體滲碳工藝進(jìn)行滲碳，所采用的富化劑為航空煤油，滲碳溫度為900°C，保溫10.5h，冷卻至820°C后出爐，并置于緩冷罐緩冷，冷卻至室溫后取出截齒體，并清除表面雜質(zhì)，并進(jìn)行拋丸處理；
(2)將由硬質(zhì)合金鋼制成的截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟(I)處理后的截齒體上，焊接時(shí)，選擇銅鎳鋅錳硅B_Cu55NiMnSi作為焊料，焊接溫度為960°C，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體端部的溫度控制在860°C;
(3)將步驟(2)處理后的截齒在460°C條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h;
(4)拋丸處理:將低溫回火后的截齒進(jìn)行拋丸處理，清除表面的氧化皮等臟污。
[0018]實(shí)施例3
本實(shí)施例公開(kāi)了一種截齒的表面處理工藝，其步驟如下:
(1)將采用42CrMo合金鋼加工而成的截齒體置于井式滲碳爐內(nèi)，采用滴注式氣體滲碳工藝進(jìn)行滲碳，所采用的富化劑為乙醇，滲碳溫度為900°C，保溫10.5h，冷卻至820°C后出爐，并置于緩冷罐緩冷，冷卻至室溫后取出截齒體，并進(jìn)行拋丸處理，清除表面雜質(zhì)；
(2)將由硬質(zhì)合金制成的截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟(I)處理后的截齒體上，焊接時(shí)，選擇銅鎳鋅錳硅B-Cu55NiMnSi作為焊料，焊接溫度為960°C，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體端部的溫度控制在860°C;
(3)將步驟(2)處理后的截齒在460°C條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h;
(4)拋丸處理:將低溫回火后的截齒進(jìn)行拋丸處理，清除表面的氧化皮等臟污。
[0019]實(shí)施例4
采用HR-150A硬度計(jì)和Nikon ERIPH0T300對(duì)截齒的硬度和金相金相檢測(cè)，檢測(cè)方法為常規(guī)方法，在此不贅述。
[0020]檢測(cè)項(xiàng)目，實(shí)施例1?3的截齒齒頭表面硬度和芯部硬度;U型缺口沖擊以及實(shí)施例2的芯部和表面金相。
[0021]通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1和實(shí)施例3所對(duì)應(yīng)的截齒齒頭的表面硬度達(dá)到HRC62以上，芯部硬度達(dá)到HRC46-47，實(shí)施例2截齒齒頭的表面硬度達(dá)到HRC63以上，芯部硬度達(dá)到HRC46-47。實(shí)施例1?3的截齒齒頭的U型缺口沖擊為Aku>60J/cm，其中實(shí)施例2的芯部和表面金相分別如圖1和圖2。通過(guò)圖1和圖2可以看出截齒體齒頭的芯部和表面的金相狀況非常好。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此而限制本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及其附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效改造，或直接或間接運(yùn)用本發(fā)明以外的其他相關(guān)領(lǐng)域，均可視為在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種截齒的表面處理工藝，包括截齒刀頭和截齒體，其中截齒體又分為截齒體齒頭和截齒體齒柄，所述截齒體采用42CrMo合金鋼作為結(jié)構(gòu)鋼，進(jìn)行取料，鍛壓成型，金加工成型，表面處理，其特征在于，所述截齒體表面處理的工藝流程如下:(I)滲碳處理將截齒體放置在井式滲碳爐內(nèi)，采用滴注式氣體滲碳工藝進(jìn)行滲碳，滲碳劑為液態(tài)滲碳劑;滲碳溫度為900°C，保溫7?10.5小時(shí)出爐，冷卻至820°C后出爐放置緩冷罐緩冷，冷卻至室溫后取出截齒體，進(jìn)行拋丸處理；(2)釬焊與淬火將截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟(I)處理后的截齒體齒頭上，焊接時(shí)，選擇銅鎳鋅錳硅B_Cu55NiMnSi作為焊料，焊接溫度為950?960°C，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體齒頭的溫度控制在850?860°C;( 3)低溫回火將步驟(2)處理后的截齒在450?460°C條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h; (4)拋丸處理將低溫回火后的截齒進(jìn)行拋丸處理，清除表面的氧化皮等臟污。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述截齒的表面處理工藝，其特征在于所述液態(tài)滲碳劑選用航空煤油、甲醇、乙醇。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截齒表面處理工藝，其特征在于，所述截齒刀頭的材料為硬質(zhì)I=IO
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種截齒的表面處理工藝，所述截齒體采用42CrMo合金鋼作為結(jié)構(gòu)鋼，所述截齒體表面處理的工藝流程如下：（1）滲碳處理：將截齒體置于井式滲碳爐，滲碳溫度為900℃，保溫7~10.5小時(shí)，冷卻至820℃后出爐放置緩冷罐緩冷；（2）釬焊與淬火：將截齒刀頭釬焊在經(jīng)步驟（1）處理后的截齒體齒頭上，焊接時(shí)，焊接溫度為950~960℃，焊接完成后利用焊接時(shí)的余熱對(duì)截齒體進(jìn)行淬火，截齒體齒頭的溫度控制在850~860℃；（3）低溫回火：將步驟（2）處理后的截齒在450~460℃條件下進(jìn)行低溫回火，回火時(shí)間為2.5h；（4）拋丸處理。本工藝的步驟簡(jiǎn)單，所耗時(shí)間短，能耗低，其利用航空煤油在高溫下釋放出活性碳原子，其更加容易滲透進(jìn)入工件，且碳原子分布均勻并平緩的濃度梯度。
【IPC分類(lèi)】C23F17/00, C21D9/22, C23C8/22, C21D1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105543770
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510965644
【發(fā)明人】沈勁松, 胡敏, 汪楊志
【申請(qǐng)人】湖北鄂瑞孚截齒鉆具科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日