[发明专利]采用5CrMnMo为齿体材料的截齿热处理工艺在审

专利信息
申请号: 201910848458.5 申请日: 2019-09-09
公开(公告)号: CN110607422A 公开(公告)日: 2019-12-24
发明(设计)人: 马斌;方舟 申请(专利权)人: 合肥锟擎科技有限责任公司
主分类号: C21D1/18 分类号: C21D1/18;C21D1/09;C21D9/00;C21D6/00;C21D8/00
代理公司: 34149 合肥拓进知识产权代理有限公司 代理人: 冷燕燕
地址: 230061 安徽省合肥市经济技术开发区习友路东*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 齿体 截齿 对齿 等离子弧表面淬火 高温淬火 高温回火 硬化层 耐磨损性能 热处理工艺 硬质合金头 热处理 表面光洁 机械加工 挤压成型 截齿齿体 使用寿命 耐疲劳 压应力 齿头 冷锻 坯料 焊接 加工
【说明书】:

发明公开了一种采用5CrMnMo为齿体材料的截齿热处理工艺,具体包括以下步骤:(1)、选用5CrMnMo作为齿体材料;(2)、齿体坯料经冷锻加工、挤压成型、机械加工得到齿体,对齿体进行高温淬火和高温回火处理;(3)、焊接齿体和硬质合金头,得到截齿;(4)、对截齿齿体局部或者全部的表面进行等离子弧表面淬火处理,形成硬化层。本发明对齿体进行高温淬火和高温回火热处理,硬度达到36~39HRC;对齿体局部或者全部的表面进行等离子弧表面淬火处理,硬度达到59~63HRC;硬化层硬度高,表面光洁且处于压应力状态,具有良好的耐疲劳、耐磨损性能,对截齿齿头有非常好的保护作用,可有效提高截齿的使用寿命。

技术领域

本发明涉及采掘机械用截齿的生产加工技术领域,具体是一种采用5CrMnMo为齿体材料的截齿热处理工艺。

背景技术

采掘机械用截齿是采掘机械上的关键部件,也是消耗量很大、很容易损坏的部件。截齿通常包括截齿齿体和硬质合金头两部分组成,硬质合金头钎焊在截齿齿体端部。截齿使用过程中,其作业的环境非常恶劣,截齿要承受高压应力、剪切力、冲击载荷、与矿层进行剧烈摩擦等,使得截齿齿头很容易被磨损,尤其是截齿齿体顶部磨损严重,导致截齿齿体头部直径快速减小至失去对硬质合金头根部的保护和支撑作用,硬质合金头突出而脱落,使得硬质合金头在未被完全磨损的情况下截齿提前失效,非正常报废,使截齿寿命大幅缩短,增加开采成本,影响生产效率,因此提高截齿齿体的耐疲劳性、耐磨性对提高采掘机械的运转率,增加生产的综合经济效益,具有积极的意义。

为提高截齿齿体的耐磨性,传统上截齿齿体常选用中低碳合金钢材料,对其进行常规热处理或在截齿齿体表面堆焊一层耐磨焊条来增加耐磨性,效果不明显。其它表面处理工艺如表面喷涂、表面合金化、熔敷等,也都存在不同程度的缺陷,如等离子喷涂或超音速喷涂工艺,工艺方法复杂,生产效率低,成本高,喷涂层与基体结合强度低,容易脱落,容易使截齿齿体脆性增加,韧性降低,导致综合机械性能降低。

5CrMnMo为传统的作热作模具钢。早已广泛应用于模具制造行业。其淬火后最高硬度可以达到62HRC以上,具有良好的耐磨性。传统的淬火方式对该材料进行淬火时,材料达到的硬度越高,材料表面开裂的风险也就越大。为保证产品合格率,因此在实际使用过程中,5CrMnMo的最高硬度一般控制在56HRC左右。在这个硬度条件下,并不能完全发挥出,其高硬度的耐磨性。因此,未作为截齿齿体材料使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用5CrMnMo为齿体材料的截齿热处理工艺,对齿体进行高温淬火和高温回火热处理,处理后齿体的整体硬度为36~39HRC;对齿体表面局部或全部区域,特别是齿体顶部的表面,即齿体的顶部用于保护硬质合金齿头部分的周侧外表面进行等离子弧表面淬火处理,硬度达到59~63HRC;齿体顶部表面的硬化层硬度高,表面光洁且处于压应力状态,具有良好的耐疲劳、耐磨损性能,对截齿齿头有非常好的保护作用,可有效提高截齿的使用寿命。

本发明的技术方案如下:

一种采用5CrMnMo为齿体材料的截齿热处理工艺,其特征在于:具体包括以下步骤:

(1)、选用5CrMnMo作为齿体材料;

(2)、先将齿体坯料通过冷锻加工,整体挤压成型得到齿体毛坯,然后采用机械加工的方法将齿体毛坯加工到指定尺寸得到齿体,然后对齿体进行高温淬火和高温回火处理;

(3)、在经上述处理后的齿体的顶端加工出镶嵌孔,通过钎焊的方式将硬质合金头焊接在齿体顶端的镶嵌孔中,得到截齿;

(4)、对截齿齿体局部或全部的表面进行等离子弧表面淬火处理,具体为:

(41)、使截齿与等离子弧发生器发生预设轨迹的相对运动;

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