一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝的制作方法
【專利摘要】一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，對鍛造出的挖機斗齒利用鍛造余溫進行淬火，不再重復加熱；淬火前，檢測鍛造余溫的溫度，要求溫度在800～900℃，當高于900℃時，需要冷卻在要求溫度范圍內(nèi)再進行淬火，按以下工序依次進行：第一次整體淬火、第一次局部淬火、第二次整體淬火、第二次局部淬火、第三次整體淬火、堆放、回火、回火后檢測挖機斗齒硬度，對挖機斗齒的連接段、過渡段和工作段均達到合格硬度標準的，包裝入庫；提高了挖機斗齒的淬透性，提升了挖機斗齒的使用性能，能夠以最高效的時間，最低的成本彌補常規(guī)淬火工藝的不足，保證零件的整體質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】
一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熱處理淬火工藝領(lǐng)域，尤其是一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，挖機斗齒采用合金鋼材質(zhì)，根據(jù)實際數(shù)用要求，一個產(chǎn)品上需要三個硬度范圍:上半部型腔部分要求硬度范圍在HRC36-40，型腔和齒尖連接過渡部分要求硬度范圍在HRC38-44，工作范圍的齒尖部分要求硬度范圍在HRC48-52.根據(jù)常規(guī)淬火工藝不能一次滿足上述要求且成本過高。常規(guī)淬火工藝一般采用如下幾種模式:整體淬火后局部退火，然后中溫回火。這種工藝缺點在于重復加熱破壞鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，形成晶粒破壞，降低物理性能;兩次分段加熱，分段兩方向進入不同介質(zhì)進行淬火，調(diào)整冷卻時間。這種工藝缺點在于對設備要求高，過渡區(qū)硬度無法保證，不適用于大批量生產(chǎn)，而且成本高；局部淬火，其他部位不進行淬火，保留原始內(nèi)部組織及硬度。這種淬火工藝缺點在于零件內(nèi)部金相組織混亂，連接處無法形成過渡，上半部分不是淬火組織，質(zhì)量不穩(wěn)定，使用中會造成大量撕裂。
[0003]鑒于上述原因，現(xiàn)發(fā)明出一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝;采用的淬火工藝解決的技術(shù)問題主要在于利用鍛造余溫進行分段過渡淬火，形成三個硬度區(qū)間，從而保證零件的整體質(zhì)量，不重復加熱，降低成本。
[0005]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，對鍛造出的挖機斗齒利用鍛造余溫進行淬火，不再重復加熱;淬火前，檢測鍛造余溫的溫度，要求溫度在800?900°C，當高于900°C時，需要冷卻在要求溫度范圍內(nèi)再進行淬火；
[0006]挖機斗齒的剖面為近似倒等腰倒三角形，挖機斗齒的上部為連接段，中部為過渡段，下部為工作段，所述連接段內(nèi)設置內(nèi)腔；
[0007]第一次整體淬火:將挖機斗齒放到卡座上，降低卡座將挖機斗齒完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)，使挖機斗齒的連接段頂端與冷卻液的液面之間的深度位于200?300mm之間，然后以均勻的速度左右晃動，冷卻液內(nèi)停留3_5s后，升高卡座將挖機斗齒升出液面;翻轉(zhuǎn)卡座，使挖機斗齒的內(nèi)腔內(nèi)的冷卻液流出，卡座與挖機斗齒恢復原位；
[0008]第一次局部淬火:降低卡座將挖機斗齒的連接段底邊線以下1mm以下的過渡段和工作段沁入液面以下，保持3_5s后，升高卡座將過渡段和工作段升出液面；
[0009]第二次整體淬火:降低卡座將挖機斗齒再次完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)，使挖機斗齒的連接段頂端與冷卻液的液面之間的深度位于200?300mm之間，然后以均勻的速度左右晃動，冷卻液內(nèi)停留5?1s后，升高卡座將挖機斗齒升出液面;翻轉(zhuǎn)卡座，使挖機斗齒的內(nèi)腔內(nèi)的冷卻液流出，卡座與挖機斗齒恢復原位；
[0010]第二次局部淬火:降低卡座將挖機斗齒的連接段底邊線以下1mm以下的過渡段和工作段沁入液面以下，保持30?50s后，使用紅外測溫儀，測控液面以上的過渡段和連接段的出水溫度，通過控制時間保證過渡段和連接段的出水溫度控制在400?500°C之間，升高卡座將過渡段和工作段升出液面，此環(huán)節(jié)在已經(jīng)淬火后的挖機斗齒內(nèi)進行自回火，連接段開始轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體組織；
[0011]第三次整體淬火:降低卡座將挖機斗齒整體完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)后快速撈出，使用紅外測溫儀，測控挖機斗齒的連接段、過渡段和工作段的出水溫度，通過控制挖機斗齒整體沁入冷卻液內(nèi)的時間，保證連接段的出水溫度控制在200?300°C之間，過渡段和工作段的出水溫度控制在100°C ±20°C之間；
[0012]堆放:挖機斗齒出水后放入料筐內(nèi)不規(guī)則堆放，使相鄰的挖機斗齒的各部位的溫度均勾傳導；
[0013]回火:在挖機斗齒淬火后24小時內(nèi)回火，回火溫度280?320°C，保溫時間2?3h，回火后檢測挖機斗齒硬度，對挖機斗齒的連接段、過渡段和工作段均達到合格硬度標準的，包裝入庫。
[0014]所述水箱采用內(nèi)水箱與外水箱構(gòu)成循環(huán)水箱系統(tǒng)，內(nèi)水箱一側(cè)設置外水箱，內(nèi)水箱的高度高于外水箱，內(nèi)水箱外壁上方一側(cè)設置溢流管，溢流管為水平管道或末端向下傾斜的管道，溢流管的末端設置溢出口，溢出口設置于所述外水箱的上方，所述的內(nèi)水箱內(nèi)底部設置圓筒形風扇保護殼，所述風扇保護殼內(nèi)的中心設置電機，所述電機一側(cè)均勻分布至少三片扇葉，外水箱內(nèi)底部設置水栗，補水管一端的進水口與所述的水栗對接設置，補水管另一端的出水口設置于內(nèi)水箱的上方；
[0015]對鍛造出的挖機斗齒利用鍛造余溫進行淬火時，內(nèi)水箱內(nèi)部的電機帶動扇葉旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)內(nèi)水箱內(nèi)部的冷卻液形成自循環(huán)，挖機斗齒放入內(nèi)水箱內(nèi)的冷卻液內(nèi)淬火時，內(nèi)水箱內(nèi)循環(huán)流動的冷卻液能夠充分地與挖機斗齒接觸，局部被加熱的冷卻液在循環(huán)流動的過程中迅速將熱量散發(fā)至冷卻液整體中，使冷卻液整體的溫度達到一致，外水箱內(nèi)的水栗抽取冷卻液流經(jīng)補水管至內(nèi)水箱，使內(nèi)水箱內(nèi)冷卻液的溫度降低，內(nèi)水箱內(nèi)冷卻液的液面升高，冷卻液的液面高于溢流管的底面高度時，淬火過程中被加熱的冷卻液流經(jīng)溢流管由溢出口流入外水箱，以上過程循環(huán)往復達到對冷卻液散熱的目的，使挖機斗齒的各部位淬火更充分。
[0016]所述的內(nèi)水箱與外水箱內(nèi)的冷卻液為水。
[0017]所述的內(nèi)水箱與外水箱內(nèi)的冷卻液保持在40°C以下。
[0018]所述連接段的合格硬度標準范圍為HRC36?40，過渡段的合格硬度標準范圍為HRC38?44，工作段的合格硬度標準范圍為HRC48?52，回火溫度和保溫時間根據(jù)裝爐量進行調(diào)整，以保證挖機斗齒各部位的硬度達到規(guī)定的標準為準。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用鍛造余溫進行分段過渡淬火技術(shù)避免了鋼材的重復加熱破壞內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，提高了挖機斗齒的淬透性，提升了挖機斗齒的使用性能，降低熱處理成本，能夠以最高效的時間，最低的成本彌補常規(guī)淬火工藝的不足，從而保證零件的整體質(zhì)量，保證了斗齒硬度;本發(fā)明根據(jù)挖機斗齒的重量、尺寸和壁厚，可以對工藝參數(shù)進行調(diào)整，不局限于挖機斗齒，適用于各類鍛造工件利用鍛造余溫進行淬火，操作方便，成本低廉，節(jié)約了能耗和企業(yè)資金，很大程度的提高了生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品能夠占領(lǐng)市場主導地位，適合推廣使用。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0021 ]圖1是挖機斗齒完全沁入冷卻液結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是挖機斗齒局部沁入冷卻液結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是挖機斗齒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖1、2、3中:內(nèi)水箱1、電機2、風扇保護殼3、扇葉3_1、溢流管4、溢流口4_1、補水管
5、進水口 5-1、出水口 5-2、外水箱6、水栗7、挖機斗齒8、內(nèi)腔8_1、連接段8_2、過渡段8_3、工作段8-4。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0026]實施例1
[0027]對鍛造出的挖機斗齒利用鍛造余溫進行淬火，不再重復加熱;淬火前，檢測鍛造余溫的溫度，要求溫度在800?900°C，當高于900°C時，需要冷卻在要求溫度范圍內(nèi)再進行淬火；
[0028]挖機斗齒8的剖面為近似倒等腰三角形，挖機斗齒8的上部為連接段8-2，中部為過渡段8-3，下部為工作段8-4，所述連接段8-2內(nèi)設置內(nèi)腔8-1;
[0029]第一次整體淬火:將挖機斗齒8放到卡座9上，降低卡座9將挖機斗齒8完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)，使挖機斗齒8的連接段8-2頂端與冷卻液的液面之間的深度位于200?300mm之間，然后以均勻的速度左右晃動，冷卻液內(nèi)停留3_5s后，升高卡座9將挖機斗齒8升出液面;翻轉(zhuǎn)卡座9，使挖機斗齒8的內(nèi)腔8-1內(nèi)的冷卻液流出，卡座9與挖機斗齒8恢復原位；
[0030]第一次局部淬火:降低卡座9將挖機斗齒8的連接段8-2底邊線以下1mm以下的過渡段8-3和工作段8-4泌入液面以下，保持3-5s后，升高卡座9將過渡段8-3和工作段8-4升出液面；
[0031]第二次整體淬火:降低卡座9將挖機斗齒8再次完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)，使挖機斗齒8的連接段8-2頂端與冷卻液的液面之間的深度位于200?300mm之間，然后以均勻的速度左右晃動，冷卻液內(nèi)停留5?1s后，升高卡座9將挖機斗齒8升出液面;翻轉(zhuǎn)卡座9，使挖機斗齒8的內(nèi)腔8-1內(nèi)的冷卻液流出，卡座9與挖機斗齒8恢復原位；
[0032]第二次局部淬火:降低卡座9將挖機斗齒8的連接段8-2底邊線以下1mm以下的過渡段8-3和工作段8-4泌入液面以下，保持30?50s后，使用紅外測溫儀，測控液面以上的過渡段8-3和連接段8-2的出水溫度，通過控制時間保證過渡段8-3和連接段8-2的出水溫度控制在400?500°C之間，升高卡座9將過渡段8-3和工作段8-4升出液面，此環(huán)節(jié)在已經(jīng)淬火后的挖機斗齒8內(nèi)進行自回火，連接段8-2開始轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體組織；
[0033]第三次整體淬火:降低卡座9將挖機斗齒8整體完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)后快速撈出，使用紅外測溫儀，測控挖機斗齒8的連接段8-2、過渡段8-3和工作段8-4的出水溫度，通過控制挖機斗齒8整體沁入冷卻液內(nèi)的時間，保證連接段8-2的出水溫度控制在200?300°C之間，過渡段8-3和工作段8-4的出水溫度控制在100°C ±20°C之間；
[0034]堆放:挖機斗齒8出水后放入料筐內(nèi)不規(guī)則堆放，使相鄰的挖機斗齒8的各部位的溫度均勾傳導；
[0035]回火:在挖機斗齒8淬火后24小時內(nèi)回火，回火溫度280?320°C，保溫時間2?3h，回火后檢測挖機斗齒8硬度，對挖機斗齒8的連接段8-2、過渡段8-3和工作段8-4均達到合格硬度標準的，包裝入庫。
[0036]實施例2
[0037]所述水箱米用內(nèi)水箱I與外水箱6構(gòu)成循環(huán)水箱系統(tǒng)，內(nèi)水箱I一側(cè)設置外水箱6，內(nèi)水箱I的高度高于外水箱6，內(nèi)水箱I外壁上方一側(cè)設置溢流管4，溢流管4為水平管道或末端向下傾斜的管道，溢流管4的末端設置溢出口 4-1，溢出口 4-1設置于所述外水箱6的上方，所述的內(nèi)水箱I內(nèi)底部設置圓筒形風扇保護殼3，所述風扇保護殼3內(nèi)的中心設置電機2，所述電機2—側(cè)均勻分布至少三片扇葉3-1，外水箱6內(nèi)底部設置水栗7，補水管5—端的進水口5-1與所述的水栗7對接設置，補水管5另一端的出水口 5-2設置于內(nèi)水箱I的上方；
[0038]對鍛造出的挖機斗齒8利用鍛造余溫進行淬火時，內(nèi)水箱I內(nèi)部的電機2帶動扇葉3-1旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)內(nèi)水箱I內(nèi)部的冷卻液形成自循環(huán)，挖機斗齒8放入內(nèi)水箱I內(nèi)的冷卻液內(nèi)淬火時，內(nèi)水箱I內(nèi)循環(huán)流動的冷卻液能夠充分地與挖機斗齒8接觸，局部被加熱的冷卻液在循環(huán)流動的過程中迅速將熱量散發(fā)至冷卻液整體中，使冷卻液整體的溫度達到一致，外水箱6內(nèi)的水栗7抽取冷卻液流經(jīng)補水管5至內(nèi)水箱I，使內(nèi)水箱I內(nèi)冷卻液的溫度降低，內(nèi)水箱I內(nèi)冷卻液的液面升高，冷卻液的液面高于溢流管4的底面高度時，淬火過程中被加熱的冷卻液流經(jīng)溢流管4由溢出口4-1流入外水箱6，以上過程循環(huán)往復達到對冷卻液散熱的目的，使挖機斗齒8的各部位淬火更充分。
[0039]實施例3
[0040]所述的內(nèi)水箱I與外水箱6內(nèi)的冷卻液為水。
[0041 ] 實施例4
[0042]所述的內(nèi)水箱I與外水箱6內(nèi)的冷卻液保持在40°C以下。
[0043]實施例5
[0044]所述連接段8-2的合格硬度標準范圍為HRC36?40，過渡段8-3的合格硬度標準范圍為HRC38?44，工作段8-4的合格硬度標準范圍為HRC48?52，回火溫度和保溫時間根據(jù)裝爐量進行調(diào)整，以保證挖機斗齒8各部位的硬度達到規(guī)定的標準為準。
【主權(quán)項】
1.一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，其特征在于: 對鍛造出的挖機斗齒(8)利用鍛造余溫進行淬火，不再重復加熱；淬火前，檢測鍛造余溫的溫度，要求溫度在800?900°C，當高于900°C時，需要冷卻在要求溫度范圍內(nèi)再進行淬火； 挖機斗齒(8)的剖面為近似倒等腰三角形，挖機斗齒(8)的上部為連接段(8-2)，中部為過渡段(8-3)，下部為工作段(8-4)，所述連接段(8-2)內(nèi)設置內(nèi)腔(8-1); 第一次整體淬火:將挖機斗齒(8)放到卡座(9)上，降低卡座(9)將挖機斗齒(8)完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)，使挖機斗齒(8)的連接段(8-2)頂端與冷卻液的液面之間的深度位于200?300mm之間，然后以均勻的速度左右晃動，冷卻液內(nèi)停留3-5s后，升高卡座(9)將挖機斗齒(8)升出液面;翻轉(zhuǎn)卡座(9)，使挖機斗齒(8)的內(nèi)腔(8-1)內(nèi)的冷卻液流出，卡座(9)與挖機斗齒(8)恢復原位； 第一次局部淬火:降低卡座(9)將挖機斗齒(8)的連接段(8-2)底邊線以下1mm以下的過渡段(8-3)和工作段(8-4)沁入液面以下，保持3-5s后，升高卡座(9)將過渡段(8-3)和工作段(8-4)升出液面； 第二次整體淬火:降低卡座(9)將挖機斗齒(8)再次完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)，使挖機斗齒(8)的連接段(8-2)頂端與冷卻液的液面之間的深度位于200?300mm之間，然后以均勻的速度左右晃動，冷卻液內(nèi)停留5?1s后，升高卡座(9)將挖機斗齒(8)升出液面;翻轉(zhuǎn)卡座(9)，使挖機斗齒(8)的內(nèi)腔(8-1)內(nèi)的冷卻液流出，卡座(9)與挖機斗齒(8)恢復原位； 第二次局部淬火:降低卡座(9)將挖機斗齒(8)的連接段(8-2)底邊線以下1mm以下的過渡段(8-3)和工作段(8-4)泌入液面以下，保持30?50s后，使用紅外測溫儀，測控液面以上的過渡段(8-3)和連接段(8-2)的出水溫度，通過控制時間保證過渡段(8-3)和連接段(8-2)的出水溫度控制在400?500°C之間，升高卡座(9)將過渡段(8-3)和工作段(8-4)升出液面，此環(huán)節(jié)在已經(jīng)淬火后的挖機斗齒(8)內(nèi)進行自回火，連接段(8-2)開始轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體組織； 第三次整體淬火:降低卡座(9)將挖機斗齒(8)整體完全沁入水箱的冷卻液內(nèi)后快速撈出，使用紅外測溫儀，測控挖機斗齒(8)的連接段(8-2)、過渡段(8-3)和工作段(8-4)的出水溫度，通過控制挖機斗齒(8)整體沁入冷卻液內(nèi)的時間，保證連接段(8-2)的出水溫度控制在200?300 °C之間，過渡段(8-3)和工作段(8-4)的出水溫度控制在100 °C ± 20 °C之間； 堆放:挖機斗齒(8)出水后放入料筐內(nèi)不規(guī)則堆放，使相鄰的挖機斗齒(8)的各部位的溫度均勾傳導； 回火:在挖機斗齒(8)淬火后24小時內(nèi)回火，回火溫度280?320 °C，保溫時間2?3h，回火后檢測挖機斗齒(8)硬度，對挖機斗齒(8)的連接段(8-2)、過渡段(8-3)和工作段(8-4)均達到合格硬度標準的，包裝入庫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，其特征在于:所述水箱采用內(nèi)水箱(I)與外水箱(6)構(gòu)成循環(huán)水箱系統(tǒng)，內(nèi)水箱(I)一側(cè)設置外水箱(6)，內(nèi)水箱(I)的高度高于外水箱(6)，內(nèi)水箱(I)外壁上方一側(cè)設置溢流管(4)，溢流管(4)為水平管道或末端向下傾斜的管道，溢流管(4)的末端設置溢出口( 4-1)，溢出口(4-1)設置于所述外水箱(6)的上方，所述的內(nèi)水箱(I)內(nèi)底部設置圓筒形風扇保護殼(3)，所述風扇保護殼(3)內(nèi)的中心設置電機(2)，所述電機(2)—側(cè)均勾分布至少三片扇葉(3-1)，外水箱(6)內(nèi)底部設置水栗(7)，補水管(5)—端的進水口(5.1)與所述的水栗(7)對接設置，補水管(5)另一端的出水口(5-2)設置于內(nèi)水箱(I)的上方； 對鍛造出的挖機斗齒(8)利用鍛造余溫進行淬火時，內(nèi)水箱(I)內(nèi)部的電機(2)帶動扇葉(3-1)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)內(nèi)水箱(I)內(nèi)部的冷卻液形成自循環(huán)，挖機斗齒(8)放入內(nèi)水箱(I)內(nèi)的冷卻液內(nèi)淬火時，內(nèi)水箱(I)內(nèi)循環(huán)流動的冷卻液能夠充分地與挖機斗齒(8)接觸，局部被加熱的冷卻液在循環(huán)流動的過程中迅速將熱量散發(fā)至冷卻液整體中，使冷卻液整體的溫度達到一致，外水箱(6)內(nèi)的水栗(7)抽取冷卻液流經(jīng)補水管(5)至內(nèi)水箱(I)，使內(nèi)水箱(I)內(nèi)冷卻液的溫度降低，內(nèi)水箱(I)內(nèi)冷卻液的液面升高，冷卻液的液面高于溢流管(4)的底面高度時，淬火過程中被加熱的冷卻液流經(jīng)溢流管(4)由溢出口(4-1)流入外水箱(6)，以上過程循環(huán)往復達到對冷卻液散熱的目的，使挖機斗齒(8)的各部位淬火更充分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，其特征在于:所述的內(nèi)水箱(I)與外水箱(6)內(nèi)的冷卻液為水。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，其特征在于:所述的內(nèi)水箱(I)與外水箱(6)內(nèi)的冷卻液保持在40°C以下。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝，其特征在于:所述連接段(8-2)的合格硬度標準范圍為HRC36?40，過渡段(8-3)的合格硬度標準范圍為HRC38?44，工作段(8-4)的合格硬度標準范圍為HRC48?52，回火溫度和保溫時間根據(jù)裝爐量進行調(diào)整，以保證挖機斗齒(8)各部位的硬度達到規(guī)定的標準為準。
【文檔編號】C21D9/00GK105886731SQ201610294167
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】張少鵬, 王夢陽, 李騰飛, 張開源, 李鵬
【申請人】洛陽冠卓重工設備有限公司