[发明专利]一种复合截齿的制造方法及复合截齿

说明书

本发明提供了一种复合截齿的制造方法，包括如下步骤：熔炼螺纹钢和42CrMo两种金属材料的金属液；向模具中浇注螺纹钢金属液，再冷却使螺纹钢凝固；向模具中浇注42CrMo金属液，然后冷却使两种金属完成复合；在复合后铸件的凹槽中放置一块铜片，再置入待焊接的合金头，对整体加热，使铜片充分融化，将合金头与铸件焊接一体；将焊接后的整体进行后续热处理。本发明充分考虑了各种金属的热膨胀系数、凝固收缩率和线收缩率相近，且考虑了后续热处理温度对不同材料的影响，所制造截齿的综合性能满足掘进机、采煤机等机械设备的作业强度要求。

技术领域

本发明涉及合金铸造成型技术领域，特别涉及一种复合截齿的制造方法及复合截齿。

背景技术

掘进机、采煤机等机械设备在作业时，需要在设备的工作部加装截齿。截齿是采掘机械切割煤和岩石的重要部件，根据不同的使用工况，截齿分为煤截齿、掘进机截齿、旋挖机截齿等，根据截齿的不同形状截齿又分为扁截齿、锥形截齿、径向截齿、切向截齿等。截齿在作业时，其工作表面与岩石、矿石等坚硬物料直接接触，将承受高的压应力、剪切应力和冲击负荷，磨损十分严重，是消耗量很大的零部件，其经常性的失效和需要更换导致挖掘、采矿等的作业效率和生产成本受到影响。

通常，截齿的工作表面与岩石、矿石等坚硬物料直接接触，宜采用耐磨的材料。而耐磨材料一般硬度较高，随之而来的是高的脆性，导致截齿在受到较大冲击载荷时容易断裂。另外，截齿是需要和机械设备的工作部连接安装的，其根部、即安装位置也需要进行机械加工，因此整体采用高脆性材料是难以实现的。总的来说，现有的单一材料难以同时兼顾高耐磨性和一定韧性的要求，因此制造的截齿也难以满足生产实际需求，而通过多种材料复合制造的截齿则可以对截齿综合性能进行改善。

发明内容

本发明的目的是为了通过多种材料复合的方式，使制造的截齿产品兼具高耐磨性和一定的韧性，满足掘进机、采煤机等机械设备的作业强度要求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种复合截齿的制造方法，包括如下步骤：

S1、熔炼螺纹钢和42CrMo两种金属材料的金属液；

S2、向模具中浇注螺纹钢金属液，再冷却使螺纹钢凝固；

S3、向模具中浇注42CrMo金属液，然后冷却使两种金属完成复合；

S4、在复合后铸件的凹槽中放置一块铜片，再置入待焊接的合金头，对整体加热，使铜片充分融化，将合金头与铸件焊接一体；

S5、将焊接后的整体进行后续热处理。

其中，螺纹钢的浇注温度范围为1400℃~1480℃，42CrMo的浇注温度范围为1500℃~1580℃。

其中，螺纹钢和42CrMo的熔炼分别在中频的感应炉内进行，同时金属液在出炉时温度高于对应的浇注温度8~10℃，在完成螺纹钢金属液浇注3分钟后再浇注42CrMo金属液。

其中，S2完成后，将螺纹钢铸件的表面覆盖硼砂添加剂，硼砂添加剂成分重量百分比为50wt.%硼砂+50wt.%石墨粉。

其中，S3完成后，将双金属铸件的表面覆盖硼砂添加剂，硼砂添加剂成分重量百分比为55wt.%硼砂+45wt.%石墨粉。

其中，S4中将整体经过高频电阻炉加热，加热时间为3分钟，加热温度为860°。

其中，S5具体包括：

退火处理，采取阶梯加热方式，以小于40℃/h的速度缓慢加热到650℃，保温2小时，确保铸件的两层温度达到一致，避免温度差导致内部出现微裂纹；进一步加热至1100℃，随炉缓慢冷却至室温；进行淬火处理，淬火加热过程采用阶梯加热，加热到980℃后保温一段时间，将产品从热处理炉中取出，然后空冷；进行高温回火处理，回火温度为550℃，消除淬火时产生的内应力。