复合锤头及其制造工艺转让专利
申请号 : CN201010290976.9
文献号 : CN101934242A
文献日 : 2011-01-05
发明人 : 余健 , 谷新波 , 宋煜 , 薛振华 , 汪远 , 申少辉
申请人 : 郑州海特机械有限公司
摘要 :
权利要求 :
一种复合锤头,其特征在于:它包括骨架(2)和锤体(1),骨架(2)设置在锤体(1)内,并且靠近锤体(1)的前端,所述的骨架(2)为高铬铸铁骨架,它包括框架(3),框架(3)成圆弧形,框架(3)上设置有锥棒(4),锥棒(4)在框架(3)的圆弧形底面上等间距分布,所述的锤体(1)为低碳多元低合金钢锤体。
2.根据权利要求1所述的复合锤头,其特征在于:所述的锥棒(4)的直径大的一端连接 在框架(3)上,其直径小的一端朝向锤体(1)的前端。
3.根据权利要求1所述的复合锤头,其特征在于:所述的框架(3)上设置广4排锥棒(4)。
4.根据权利要求1所述的复合锤头,其特征在于:所述的框架(3)截面为梯形,上底边 长度小于下底边长度,上底边长度连接锥棒(4)。
5.根据权利要求1所述的复合锤头,其特征在于:所述的低碳多元低合金钢锤体的各 化学成分的重量百分比为:碳:0. 15〜0. 3% ;硅:1. Γ1. 4% ;铬:1. (Tl. 4% ;锰:0. 5〜0. 8% ;钼: 0. 5〜0. 8% ;镍:0. Γο. 3% ;钛:0. 05〜0. 08% ;硼:0. 004〜0. 008% ;稀土 :0. 04% ;磷:0〜0· 06% ; 硫:0〜0· 06% ;余量为铁。
6.根据权利要求1所述的复合锤头,其特征在于:所述的高铬铸铁骨架为过共晶高 铬铸铁,其各化学成分的重量百分比为:碳:2. 59Γ3. 0% ;铬:1纩22% ;锰:0. 5^1. 0% ;硅: 0. 5〜1. 0% ;钼:0. 5〜1. 0% ;铜:0. 8%〜1. 2% ;钛:0〜0. 1% ;磷:0〜0. 06% ;硫:0〜0. 06% ;余量为 铁。
7.根据权利要求1所述的复合锤头的制造工艺,其特征在于:它包括以下步骤:第一步,骨架(2)的制备;a、配料根据高铬铸铁骨架的化学成分,确定原料的重量百分比为:废钢: 20〜25% ;生铁:35〜40% ;铬铁:30〜40% ;锰铁:0. 6〜1. 5% ;钼铁:0. 6〜2. 0% ;钛铁:0. 3〜0. 8% ; 铜:0. 8〜1. 2% ;铝:0〜0. 1% ;b、造型高铬铸铁骨架采用消失模铸造,先用聚苯乙烯塑料制成骨架(2 )的模型, 在模型外表面涂刷水基涂料,将骨架(2)的塑料模型放置于砂型中; C、熔炼采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一硅铁、钼铁一铬铁、锰铁 —铝(脱氧)一钛铁,各种炉料熔清后过热到1550°C ; d、浇注将金属液在负压状态下,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,浇注温度 145(Tl480°C,每包金属液浇注时间控制在4〜6min ;第二步,复合锤头的制造 a、配料根据低碳多元低合金钢锤体的各化学成分,确定原料的重量百分比 为:废钢:88〜95%,生铁:0〜4% ;铬铁:1. 7〜2. 6% ;锰铁:0. 7〜1. 2% ;硅铁:1. 00〜2· 00% ;钼 铁:0. 8〜1. 5% ;镍板:0. 10〜0· 30% ;钛铁:0. 20〜0· 50% ;硼铁:0. 04〜0. 08% ;稀土 硅铁:'0. 10〜0· 15% ;铝:0〜0· 1% ;硅钙钡脱氧剂(To. 1% ; b、造型采用水玻璃砂造型,铸造工艺方案为一型两模,将第一步中铸造好的骨架 (2)放置在砂型内,在锤头的热节部位设置发热冒口 ; C、熔炼采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一钼铁一硅铁、锰铁、铬铁 —插铝脱氧,钢水出炉1/3 —加入硅钙钡脱氧剂一加入钛铁进行预处理,钢水出炉2/3 —最 终加入硼铁,各种炉料熔清后过热到1650°C后保温; d、浇注将155(T158(TC的金属液,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,每包铁液浇 注时间控制在4〜6min,浇注管道上设钢液净化过滤片净化; 第三步,复合锤头的热处理a、奥氏体化;将浇注好的复合锤头放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行奥氏体化,奥 氏体化温度为900〜930°C,保温时间为3〜5h ;b、淬火;复合锤头保温3〜5h之后,快速淬入淬火介质中,冷却10〜15min后,置 于空气中空冷到室温; C、回火将冷却至室温的复合锤头再次放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行回 火,回火温度为230〜260°C,保温时间为4〜6h ; 第四步,检验将回火之后的复合锤头至于空气中,空冷至室温,然后从复合锤头上采取试 样并检测其力学性能。
8.根据权利要求7所述的复合锤头的制造工艺,其特征在于:在第二步:复合锤头的制 造的第a步,配料中,废钢的重量百分比为95%时,则不需要生铁。
说明书 :
复合锤头及其制造工艺
根据高铬铸铁骨架的化学成分,确定原料的重量百分比为:废钢: 20〜25% ;生铁:35〜40% ;铬铁:30〜40% ;锰铁:0. 6〜1. 5% ;钼铁:0. 6〜2. 0% ;钛铁:0. 3〜0. 8% ; 铜:0. 8〜1. 2% ;铝:0〜0. 1% ;
b、造型
高铬铸铁骨架采用消失模铸造,先用聚苯乙烯塑料制成骨架的模型,在模 型外表面涂刷水基涂料,将骨架的塑料模型放置于砂型中; C、熔炼
采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一硅铁、钼铁一铬铁、锰铁 —铝(脱氧)一钛铁,各种炉料熔清后过热到1550°C ; d、浇注
将金属液在负压状态下,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,浇注温度 145(Tl480°C,每包金属液浇注时间控制在4〜6min ; 第二步,复合锤头的制造
a、配料
根据低碳多元低合金钢锤体的各化学成分,确定原料的重量百分比 为:废钢:88〜95%,生铁:0〜4% ;铬铁:1. 7〜2. 6% ;锰铁:0. 7〜1. 2% ;硅铁:1. 00〜2· 00% ;钼 铁:0. 8〜1. 5% ;镍板:0. 10〜0· 30% ;钛铁:0. 20〜0· 50% ;硼铁:0. 04〜0. 08% ;稀土 硅铁: 0. 10〜0· 15% ;铝:0〜0· 1% ;硅钙钡脱氧剂:0〜0· 1% ;
b、造型采用水玻璃砂造型,铸造工艺方案为一型两模,将第一步中铸造好的骨架 放置在砂型内,在锤头的热节部位设置发热冒口 ; C、熔炼
采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一钼铁一硅铁、锰铁、铬铁 —插铝脱氧,钢水出炉1/3 —加入硅钙钡脱氧剂一加入钛铁进行预处理,钢水出炉2/3 —最 终加入硼铁,各种炉料熔清后过热到1650°C后保温; d、浇注
将155(T158(TC的金属液,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,每包铁液浇 注时间控制在4〜6min,浇注管道上设钢液净化过滤片净化; 第三步,复合锤头的热处理
a、奥氏体化;
将浇注好的复合锤头放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行奥氏体化,奥 氏体化温度为900〜930°C,保温时间为3〜5h ;
b、淬火;
复合锤头保温3〜5h之后,快速淬入淬火介质中,冷却10〜15min后,置 于空气中空冷到室温; C、回火
将冷却至室温的复合锤头再次放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行回 火,回火温度为230〜260°C,保温时间为4〜6h ; 第四步,检验
将回火之后的复合锤头至于空气中,空冷至室温,然后从复合锤头上采取试 样并检测其力学性能。
具体实施方式
7根据高铬铸铁骨架的化学成分,确定原料的重量百分比为:废钢:20%;生 铁-AO0Z0 ;铬铁:35% ;锰铁:1% ;钼铁:2. 0% ;钛铁:0. 8% ;铜:1. 1% ;铝:0. 1% ; b、造型
高铬铸铁骨架采用消失模铸造,先用聚苯乙烯塑料制成骨架2的模型,在 模型外表面涂刷水基涂料,将骨架2的塑料模型放置于砂型中; C、熔炼
采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一硅铁、钼铁一铬铁、锰铁 —铝(脱氧)一钛铁,各种炉料熔清后过热到1550°C ; d、浇注
将金属液在负压状态下,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,浇注温度 1450°C,每包金属液浇注时间控制在5min ; 第二步,复合锤头的制造
a、配料
根据低碳多元低合金钢锤体的各化学成分,确定原料的重量百分比为:废 钢:90%,生铁:3% ;铬铁:2. 5% ;锰铁:1% ;硅铁:1. 5% ;钼铁:1% ;镍板:0. 2% ;钛铁:0. 4% ; 硼铁:0. 05% ;稀土硅铁:0. 15% ;铝:0. 1% ;硅钙钡脱氧剂:0. 1% ;
b、造型
采用水玻璃砂造型,铸造工艺方案为一型两模,将第一步中铸造好的骨架 2放置在砂型内,在锤头的热节部位设置发热冒口 ; C、熔炼
采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一钼铁一硅铁、锰铁、铬铁 —插铝脱氧,钢水出炉1/3 —加入硅钙钡脱氧剂一加入钛铁进行预处理,钢水出炉2/3 —最 终加入硼铁,各种炉料熔清后过热到1650°C后保温; d、浇注
将1550°C的金属液,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,每包铁液浇注时间 控制在5min,浇注管道上设钢液净化过滤片净化; 第三步,复合锤头的热处理
a、奥氏体化;
将浇注好的复合锤头放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行奥氏体化,奥 氏体化温度为910°C,保温时间为5h ;
b、淬火;
复合锤头保温5h之后,快速淬入淬火介质中,冷却15min后,置于空气中
空冷到室温;
C、回火
将冷却至室温的复合锤头再次放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行回 火,回火温度为250°C,保温时间为5h ; 第四步,检验将回火之后的复合锤头至于空气中,空冷至室温,然后用线切割从复合锤头 上切取试样并检测性能:多元低合金钢锤体的冲击韧度约为20J/cm2,组织为板条状回火马 氏体+少量贝氏体。锤头前端的平均硬度约为40HRC,冲击韧度约为11 J/cm2,骨架2组织 为碳化物+回火马氏体+少量残余奥氏体。
根据高铬铸铁骨架的化学成分,确定原料的重量百分比为:废钢:25% ; 生铁:35% ;铬铁:35% ;锰铁:1. 6% ;钼铁:1. 5% ;钛铁:0. 8% ;铜:1% ;铝:0. 1% ;
b、造型
高铬铸铁骨架采用消失模铸造,先用聚苯乙烯塑料制成骨架2的模型,在 模型外表面涂刷水基涂料,将骨架2的塑料模型放置于砂型中; C、熔炼
采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一硅铁、钼铁一铬铁、锰铁 —铝(脱氧)一钛铁,各种炉料熔清后过热到1550°C ; d、浇注
将金属液在负压状态下,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,浇注温度 1480°C,每包金属液浇注时间控制在6min ; 第二步,复合锤头的制造
a、配料
根据低碳多元低合金钢锤体的各化学成分,确定原料的重量百分比为: 废钢:95%,铬铁:1. 7% ;锰铁:0. 8% ;硅铁:1% ;钼铁:0. 8% ;镍板:0. 1% ;钛铁:0. 2% ;硼铁: 0. 05% ;稀土硅铁:0. 15% ;铝:0. 1% ;硅钙钡脱氧剂:0. 1% ;
b、造型
采用水玻璃砂造型,铸造工艺方案为一型两模,将第一步中铸造好的骨架 2放置在砂型内,在锤头的热节部位设置发热冒口 ; C、熔炼
采用中频感应炉熔炼,各种炉料均要无油、无锈,且不含杂质,其中硅铁、 铬铁、锰铁、钼铁、钛铁在加入前要烘干,加料顺序为:生铁、废钢一钼铁一硅铁、锰铁、铬铁 —插铝脱氧,钢水出炉1/3 —加入硅钙钡脱氧剂一加入钛铁进行预处理,钢水出炉2/3 —最 终加入硼铁,各种炉料熔清后过热到1650°C后保温; d、浇注
将1580°C的金属液,平稳、连续、迅速的浇注进砂型中,每包铁液浇注时间 控制在6min,浇注管道上设钢液净化过滤片净化;第三步,复合锤头的热处理
a、奥氏体化;
将浇注好的复合锤头放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行奥氏体化,奥 氏体化温度为910°C,保温时间为5h ;
b、淬火;
复合锤头保温5h之后,快速淬入淬火介质中,冷却15min后,置于空气中
空冷到室温;
C、回火
将冷却至室温的复合锤头再次放入电阻炉进行加热,对复合锤头进行回 火,回火温度为250°C,保温时间为5h ; 第四步,检验
将回火之后的复合锤头至于空气中,空冷至室温,然后用线切割从复合锤头 上切取试样并检测性能:多元低合金钢锤体的冲击韧度约为22J/cm2,组织为板条状回火马 氏体+少量贝氏体。锤头前端的平均硬度约为5HRC,冲击韧度约为14J/cm2,骨架2组织为 碳化物+回火马氏体+少量残余奥氏体。