[发明专利]一种钢制备液压凿岩机的冲击活塞及加工方法

说明书

本发明涉及材料与热处理质量控制领域，特别是涉及一种钢制备液压凿岩机的冲击活塞及加工方法。冲击活塞按质量百分比组合制备得到7Cr5Mo2V钢材：其钢材含量：C：0.65‑0.75%；Si：0.1‑0.3%；Mn：0.3‑0.6%；P：≤0.025%；S：≤0.008%；Cr：4.5‑7.0%；Mo：1.5‑2.5%；V：0.3‑0.7%；RE:0.01‑0.015%；余量为Fe。本发明在基础7Cr5Mo2V成分条件下进行微合金调整；在原有冶炼浇注工艺电炉真空熔炼加模铸的条件下进行低夹杂控制；以满足液压凿岩机复杂工作载荷条件的使用要求。采用锻造+固溶+球化退火保证晶粒度不小于8级；采用阶梯加热、空气‑油双液淬火+回火工艺保证基体组织满足产品性能：抗压强度(Rc)2200MPa，芯部硬度58‑60HRC，表面硬度1000‑1200 HV。

技术领域

本发明涉及材料与热处理质量控制领域，特别是涉及一种钢制备液压凿岩机的冲击活塞及加工方法。

背景技术

液压凿岩机在岩石工程中发挥着十分重要的作用，液压凿岩机的冲击器活塞是凿岩机上冲击做功的关键零件，也是最主要的易损件，由它传递冲击器工作时的冲击和扭转能量，承受复杂的多轴载荷、高周冲击疲劳和复杂的机械损伤。活塞的主要失效形式是受冲击端面剧烈损坏、配合面由于气蚀原因过度磨损而报废。活塞在工作过程中，其端头反复冲击钎杆，因高周接触疲劳和心部强度不足使冲击端面凹陷和块状剥落，当端面损伤到一定程度，活塞因效率显著降低而报废。活塞外表面与前后导向铜套配合，在工作过程中，配合面存在相互摩擦。同时，在工作过程中，为保证冲击活塞换向频率，液压油压频繁剧烈切换，活塞表面承受剧烈气蚀，气蚀导致活塞表面出现坑洞，磨损，进而导致配合间隙增大，凿岩机工作效率下降。在气蚀和磨损积累到一定程度后，活塞无法满足使用功能，活塞失效报废。凿岩机冲击活塞整体应具有极高的抗高周疲劳性能、抗蠕变性能，端头高的抗打击能力，配合面要有好的耐磨性和抗气蚀能力，其性能好坏直接影响到凿岩机的质量和寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢制备液压凿岩机的冲击活塞及加工方法，采用高性能7Cr5Mo2V液压凿岩机冲击活塞综合性能控制方法，使7Cr5Mo2V冲击活塞获得优良的强韧性匹配、高的耐冲击抗力和表面损伤能力，以满足液压凿岩机复杂工作载荷条件的使用要求。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种钢制备液压凿岩机的冲击活塞；其特征在于：按质量百分比如下组合制备得到7Cr5Mo2V钢材：使用制备得到7Cr5Mo2V钢材加工得到冲击活塞；

C：0.65-0.75％；

Si：0.1-0.3％；

Mn：0.3-0.6％；

P：≤0.025％；

S：≤0.008％；

Cr：4.5-7.0％；

Mo：1.5-2.5％；

V：0.3-0.7％；

RE:0.01-0.015％；

余量为Fe。

本发明在基础7Cr5Mo2V成分条件下进行微合金调整；在原有冶炼浇注工艺电炉真空熔炼加模铸的条件下进行低夹杂控制；采用锻造+固溶+球化退火保证晶粒度不小于8级；采用阶梯加热、空气-油双液淬火+回火工艺保证基体组织满足产品性能：抗压强度(Rc)2200MPa，芯部硬度58-60HRC，表面硬度1000-1200HV。

制备液压凿岩机的冲击活塞的加工方法，加工步骤如下：

一、通过冶炼浇筑工艺对7Cr5Mo2V钢材进行熔炼及模铸处理，此工序需要控制夹杂物含量，保证材料的纯净度；