一種重型鏈輪及其製造方法
2023-05-12 08:02:06 1
一種重型鏈輪及其製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種重型鏈輪及其製造方法，重型鏈輪包括如下質量份成分：碳：0.3～0.6；矽：0.4～0.5；錳：0.6～0.7；鐵：95～98；鈦：0.2～0.3；釩：0.25～0.35；鉬：0.03～0.04；鉻：0.1～0.2；鈮：0.05～0.06；銅：0.02～0.03；硫：0.1～0.2；磷：0.04～0.05；鋁：0.2～0.3；硼：0.06～0.08。其製造方法包括如下步驟：選擇半封閉澆注系統，在鑄件四周的齒面和鏈輪鑄件中心設置等高保溫冒口，在等高保溫冒口的底部設置橫澆口，最後在鑄件的底部增設冷鐵。當注澆溫度達到1780℃時，鏈輪落砂，凝固後切去澆冒口和等高保溫冒口，然後進行正火和回火處理，最後進行粗加工。將粗加工後的鏈輪毛坯通過冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發生相變硬化，退火然後進行拋光處理和內孔珩磨。
【專利說明】一種重型鏈輪及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種重型鏈輪及其製造方法。
【背景技術】
[0002]重型機械運輸主要靠鏈輪帶動圓環鏈運動，從而帶動物料運輸，鏈輪要比圓環鏈磨損快。因此，鏈輪是主要部件，鏈輪的耐用程度決定了重型機械的質量好壞。鏈輪體積、重量都較大，屬於單件小批量生產，其質量要求高，工作表面和鑄件本體不得有縮孔和縮松。在傳統鏈輪製造工藝中，縮孔、縮松和偏析現象比較嚴重，縮孔端部的自由表面因收縮面留下皺摺痕跡，在應力作用下容易形成應力集中而導致在熱處理後縮孔內產生裂紋或者鑄件開裂，不僅減少了鑄件的有效截面積，還使鑄件的力學性能下降，在連續的工作條件下使得痕跡越來越大，最後導致鏈輪的損壞，從而影響機械的壽命；縮松是分散的細小空洞，出現在鑄件的厚截面部位，沿邊緣分散分布，縮松容易造成鑄件內部斷裂，影響鑄件的使用壽命；偏析是由於鑄件在凝固過程中在縮孔表面成分偏析的結果，同時由於拋光面使用了拋光粉，使其表面存在一些拋光粉，鑄件在拋光時使用寒磨、拋光後縮孔表面形成一些鐵氧化物，附著在縮孔表面形成偏析，降低了鑄件的質量。所以提高機械的使用壽命就必須提高鏈輪的使用壽命。以往生產中主要是根據積累經驗和工人的操作熟練程度進行的，為保證鑄件質量，採用保守工藝，浪費較多的金屬。
【發明內容】
[0003]本發明的目的 在於提供一種製造簡單、成本低廉、環保節能、綜合性能好的重型鏈輪及其製造方法。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:
[0005]一種重型鏈輪，其特徵在於包括如下質量份:碳:0.3~0.6 ;娃:0.4~0.5 ;猛:0.6 ~0.7 ;鐵:95 ~98 ;鈦:0.2 ~0.3 ;釩:0.25 ~0.35 ;鑰:0.03 ~0.04 ;鉻:0.I ~0.2 ;鈮:0.05 ~0.06 ;銅:0.02 ~0.03 ;硫:0.I ~0.2 ;磷:0.04 ~0.05 ;鋁:0.2 ~0.3 ;硼:0.06 ~0.08。
[0006]上述重型鏈輪的製造方法，其特徵在於包括如下步驟:選擇半封閉澆注系統，通過直澆道、橫澆道把鋼水引到鑄件底部，再由內澆道從底部注入型腔，鑄件水平放置，並位於下箱。注澆過程中，先在鏈輪鑄件四周的齒面上至少設置有2個圓柱形等高保溫冒口，在鏈輪鑄件中心設置I個澆冒口，然後在齒面等高保溫冒口的底部設置橫澆口，最後在鑄件的底部增設冷鐵，同時減短橫澆道的長度，當t=150s時，由於鏈輪齒壁薄，散熱快，首先開始凝固；當t=230s時，鏈輪齒結束凝固，凝固過程從鑄件上下端面、左右側壁向鑄件中部擴展，孤立液相區轉移，消除了此處的縮孔、縮松缺陷；當t=850s時，澆冒口對鑄件進行補縮；當t=1200s時，鑄件結束凝固，孤立液相區轉移到澆冒口，澆冒口有效的補縮鑄件，使熱節完全轉移到澆冒口中，實現了從鑄件到冒口的順序凝固。當注澆溫度達到1700~1800°C時，鏈輪落砂，完全凝固後切去澆冒口和等高保溫冒口，然後進行正火(850±10°C)和回火(650±10°C)熱處理，最後進行粗加工。將粗加工後的鏈輪毛坯通過以氦氣為主的冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發生相變硬化，7~10分鐘後進行800~900°C退火處理，然後進行拋光處理，最後進行內孔珩磨。
[0007]進一步，等高保溫冒口低於澆冒口，等高保溫冒口的一側連接在鏈輪鑄件四周的齒面上，等高保溫冒口的另一側呈封閉半圓弧狀；
[0008]進一步，澆注溫度為1780°C。
[0009]本發明由於採用了上述技術方案，具有以下有益效果:
[0010]提高重型鏈輪的剛度、強度、耐磨性和腐蝕性能，延長重型鏈輪的使用壽命。低含量矽、錳、鈦三元合金綜合強化獲得馬氏體組織，材料的硬度和韌性有良好的匹配關係，增強了鏈輪的耐磨性和抗腐蝕性。少量的釩、鈦具有析出強化、固熔強化以及細化晶粒的作用，能改善鏈輪的綜合性能。鉻、鎳、釩在經過熱處理後，抗拉強度、屈服強度顯著提高，淬火硬度高，增加了抗磨能力和抗壓潰能力。鑰、鈮、硼與釩、鈦結合能顯著提高屈服強度。碳、磷、硫增加能提高屈服點和抗拉強度，增加鏈輪鑄件的冷脆性和時效敏感性。銅、鋁提高鏈輪鑄件的強度和韌性，細化晶粒提高衝擊韌性。澆注過程當t=150s時，由於鏈輪齒壁薄，散熱快，首先開始凝固；當t=230s時，鏈輪齒結束凝固，凝固過程從鑄件上下端面、左右側壁向鑄件中部擴展，孤立液相區轉移，消除了此處的縮孔、縮松缺陷；當t=850s時，澆冒口對鑄件進行補縮；當t=1200s時，鑄件結束凝固，孤立液相區轉移到澆冒口，澆冒口有效的補縮鑄件，使熱節完全轉移到澆冒口中，實現了從鑄件到冒口的順序凝固。
【具體實施方式】
[0011]本發明一種重型鏈輪，包括如下質量份:碳:0.3~0.6 ;娃:0.4~0.5 ;猛:0.6~
0.7 ;鐵:95 ~98 ;鈦:0.2 ~0.3 ;釩:0.25 ~0.35 ;鑰:0.03 ~0.04 ;鉻:0.I ~0.2 ;鈮:
0.05 ~0.06 ;銅:(λ 02 ~0.03 ;硫:(λ I ~0.2 ;磷:(λ 04 ~0.05 ;鋁:(λ 2 ~0.3 ;硼:(λ 06 ~
0.08。
[0012]上述重型鏈輪的製造方法，包括如下步驟:選擇半封閉澆注系統，通過直澆道、橫澆道把鋼水引到鑄件底部，再由內澆道從底部注入型腔，鑄件水平放置，並位於下箱。注澆過程中，先在鏈輪鑄件四周的齒面上至少設置有2個圓柱形等高保溫冒口，在鏈輪鑄件中心設置I個澆冒口，然後在齒面等高保溫冒口的底部設置橫澆口，等高保溫冒口低於澆冒口，等高保溫冒口的一側連接在鏈輪鑄件四周的齒面上，等高保溫冒口的另一側呈封閉半圓弧狀，最後在鑄件的底部增設冷鐵，同時減短橫澆道的長度，當t=150s時，由於鏈輪齒壁薄，散熱快，首先開始凝固；當t=230時，鏈輪齒結束凝固，凝固過程從鑄件上下端面、左右側壁向鑄件中部擴展，孤立液相區轉移，消除了此處的縮孔、縮松缺陷；當t=850s時，澆冒口對鑄件進行補縮；當t=1200s時，鑄件結束凝固，孤立液相區轉移到澆冒口，澆冒口有效的補縮鑄件，使熱節完全轉移到澆冒口中，實現了從鑄件到冒口的順序凝固。澆注溫度為1700~1800°C。當注澆溫度達到1780°C時，鏈輪落砂，完全凝固後切去澆冒口和等高保溫冒口，然後進行正火(850± 10°C )和回火(650± 10°C )熱處理，最後進行粗加工。將粗加工後的鏈輪毛坯通過以氦氣為主的冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發生相變硬化，7~10分鐘後進行800~900°C退火處理，使鏈輪材料表面退火硬度達到HB180~230，然後進行拋光處理進而內孔珩磨。本發明的各項數據如表1至表5所示。[0013]
【權利要求】
1.一種重型鏈輪，其特徵在於包括如下質量份:碳:0.3~0.6 ;娃:0.4~0.5 ;猛:0.6 ~0.7 ;鐵:95 ~98 ;鈦:0.2 ~0.3 ;釩:0.25 ~0.35 ;鑰:0.03 ~0.04 ;鉻:0.I ~0.2 ;鈮:0.05 ~0.06 ;銅:0.02 ~0.03 ;硫:0.I ~0.2 ;磷:0.04 ~0.05 ;鋁:0.2 ~0.3 ;硼:0.06 ~0.08。
2.製造如權利要求1所述的一種重型鏈輪的方法，其特徵在於包括如下步驟: a、選擇半封閉式澆注系統，通過直澆道、橫澆道把鋼水引到鑄件底部，再由內澆道從底部注入型腔，鑄件水平放置，並位於下箱； b、注澆過程中，先在鏈輪鑄件四周的齒面上至少設置有2個圓柱形等高保溫冒口，在鏈輪鑄件中心設置I個澆冒口，然後在齒面等高保溫冒口的底部設置橫澆口，最後在鑄件的底部增設冷鐵，同時減短橫澆道的長度； C、當注澆溫度達到1700~1800°C時，鏈輪落砂，完全凝固後切去澆冒口和等高保溫冒口，然後進行正火(850± 10°C )和回火(650± 10°C )熱處理，最後進行粗加工； d、將粗加工後的鏈輪毛坯通過以氦氣為主的冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發生相變硬化，7~10分鐘後進行800~900°C退火處理，然後進行拋光處理，最後進行內孔珩磨。
3.根據權利要求2所述的一種重型鏈輪的製造方法，其特徵在於:所述步驟b的等高保溫冒口低於澆冒口，等高保溫冒口的一側連接在鏈輪鑄件四周的齒面上，等高保溫冒口的另一側呈封閉半圓弧狀。
4.根據權利要求2所述 的一種重型鏈輪的製造方法，其特徵在於:所述步驟c的澆注溫度為1780°C。
【文檔編號】B22C9/08GK103834850SQ201310343052
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】王鵬程 申請人:浙江中益機械有限公司