一種耐腐蝕夾具的製作方法
2023-05-04 07:40:51 1
本發明涉及一種耐腐蝕夾具,屬於加工工裝設備技術領域。
背景技術:
機械製造過程中用來固定加工對象,使之佔有正確的位置,以接受施工或檢測的裝置,又稱卡具。從廣義上說,在工藝過程中的任何工序,用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置,都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、工具機夾具等。
目前在焊接生產中,為了符合大批量高效生產的要求,大多夾具都是使用氣動裝置裝夾且統一上機器人焊接,提高生產效率。在實際生產中,大多夾具長期處於工作狀態,從而使夾具長期處於溫度較高的工況,使得夾具比較容易受到腐蝕從而較少使用壽命。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是,針對現有技術不足,提出一種耐腐蝕性能好使用壽命長的耐腐蝕夾具。
本發明為解決上述技術問題提出的技術方案是:一種耐腐蝕夾具,其各成分的質量百分比成分為:C:0.08-0.12%、Fe:2.33-3.12% 、Mn:0.41-0.62%、S:≤0.020%、P:≤0.030%、Cr:0.23-0.36%、Ni:1.56-1.77%、Zn:2.15-2.26%、Cu:1.85-2.33%、Mo:0.01-0.03%、Ag:0.17-0.19%、Pd:0.02-0.06%、Pt:0.03-0.05%、Au:0.04-0.07%、W:1.91-2.15%、Ta:0.01-0.03%、Nd:0.11-0.13%、Ce:0.02-0.04%、Eu:0.01-0.04%、Lu: 0.02-0.03%、氧化鈣:0.08-0.15%、滑石粉:0.43-0.56%、氧化鎂:0.14-0.16%、氧化銅:0.03-0.08%、氧化鐵:0.24-0.33%、二氧化錳:0.06-0.14%、硝酸鉀:0.11-0.16%、氯化鎂:0.13-0.18%、氯酸鉀:0.06-0.12%,餘量為Ti;
耐腐蝕夾具的加工工藝包括以下步驟:
㈠配料:將原料按上述質量百分比進行配料;
㈡熔煉:
a、按預定原料中各成分的質量百分比將原料加入熔爐內,將熔爐內的溫度提高到1550攝氏度至1580攝氏度,原料被熔鍊形成合金溶液;
b、將上一步得到的合金溶液進行冷卻,冷卻時用水冷與空冷結合,先採用水冷以16-18℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至670-690℃形成合金,然後空冷至450-490℃,再採用水冷以11-12℃/s的冷卻速率將合金水冷至室溫;
c、加熱,將上一步冷卻後的合金加入熔爐內進行二次熔煉,將熔爐內的溫度提高到1570攝氏度至1610攝氏度,合金被二次熔鍊形成合金溶液;
d、燙包,將熔爐內的合金溶液倒入澆包,進行燙包;
e、燙包完畢後,將澆包內的合金溶液倒入電爐內,將電爐內的溫度升溫至1590 攝氏度至1610攝氏度,加熱14分鐘至18分鐘,將電爐內的合金溶液倒入澆包,倒包降溫;
f、倒包後,將澆包內的合金溶液倒入電爐,溫度降至1480至1510攝氏度,在澆包的包坑中依次加入1.4%至1.5%的球化劑和0.2%至0.3%的孕育劑,用5至6kg薄鋼板,薄鋼板的厚度為0.5mm至1mm,將薄鋼板覆蓋在球化劑、孕育劑上,並搗實;
g、將電爐內的合金溶液倒入澆包內凹的另一側,球化反應70s至75s,球化反應充分後,撒一層集渣劑,快速扒渣;
h、快速扒渣後,立即在合金溶液表面撒入膨脹珍珠巖粉,打渣兩遍;
㈢精煉:將熔煉後的合金溶液送入精煉斧,控制精煉溫度為1250℃~1300℃精煉15-20分鐘,靜置30分鐘,氣壓0.05-0.09MPa,形成待鑄造的合金溶液;
㈣製作覆膜砂殼型芯:
㈤澆註:在重力澆注時將上下兩半覆膜砂殼型芯定位粘好固化好後,平穩放置在澆注模中進行澆注;
㈥熱處理:採用淬火-加熱-回火的熱處理工藝對澆注好的耐腐蝕夾具進行熱處理,具體熱處理工藝為:
淬火:將澆注好的耐腐蝕夾具放入淬火爐進行淬火,淬火介質為真空淬火油,控制淬火溫度為800-850℃,淬火時冷到260-280℃時,取出空冷至室溫;
加熱:將淬火後的耐腐蝕夾具放入加熱爐進行加熱,加熱溫度為750-780℃,加熱25-30分鐘後停止加熱,使耐腐蝕夾具在加熱爐內利用餘熱維持在450-470℃保溫5-10分鐘,將耐腐蝕夾具取出冷卻至室溫;
回火:將加熱後的耐腐蝕夾具放入回火爐進行回火,控制回火溫度為450-480℃,回火時間10-15分鐘,然後採用壓縮空氣或霧狀淬火液以6-8℃/s的冷卻速率將原料冷至330-350℃,然後空冷至室溫;
㈦探傷處理;
㈧覆蓋骨瓷保護層:
a、配料:骨瓷保護層中各成分的質量百分比成分為:石英: 5.31-5.52%、長石: 4.63-4.75%、骨炭:8.31-8.55%、滑石粉:4.52-4.78%、沙石:7.22-8.36%、鋁粉:2.11-2.23%、矽粉:6.31-6.48%、氧化鈣:1.12-1.15%、氧化鎂:1.79-1.95%,餘量為高嶺土;
b、粉碎:將骨瓷保護層的各原料按質量百分百加入球磨機中進行混合球磨,加入水形成釉漿;
c、除鐵過篩:將上述釉漿用150目到190的篩網進行兩次過濾,過濾後用除鐵器除鐵;
d、濾攪工序:濾去上一步驟中釉漿內多餘的水,濾後釉漿的水份在26-30%
e、塗敷:將調製好的釉漿塗敷在探傷處理後的耐腐蝕夾具表面;
f、焙燒:將塗敷好釉漿的耐腐蝕夾具送入隧道窯焙燒,冷卻後形成骨瓷保護層;
㈨清洗,烘乾,製得耐腐蝕夾具。
上述技術方案的改進是:該耐腐蝕夾具其各成分的質量百分比成分為:C:0.09%、Fe:2.63% 、Mn:0.45%、S:≤0.020%、P:≤0.030%、Cr:0.26%、Ni:1.66%、Zn:2.18%、Cu:1.89%、Mo:0.02%、Ag:0.17%、Pd:0.03%、Pt:0.03%、Au:0.04%、W:1.92%、Ta:0.01%、Nd:0.12%、Ce:0.02%、Eu:0.01%、Lu: 0.02%、氧化鈣:0.09%、滑石粉:0.46%、氧化鎂:0.14%、氧化銅:0.03%、氧化鐵:0.27%、二氧化錳:0.06%、硝酸鉀:0.12%、氯化鎂:0.14%、氯酸鉀:0.07%,餘量為Ti。
上述技術方案的改進是:該耐腐蝕夾具其各成分的質量百分比成分為:C:0.09%、Fe:2.37% 、Mn:0.55%、S:≤0.020%、P:≤0.030%、Cr:0.35%、Ni:1.72%、Zn:2.24%、Cu:2.33%、Mo:0.03%、Ag:0.19%、Pd:0.06%、Pt:0.05%、Au:0.07%、W:2.14%、Ta:0.01%、Nd:0.11%、Ce:0.04%、Eu:0.04%、Lu: 0.03%、氧化鈣:0.15%、滑石粉:0.55%、氧化鎂:0.15%、氧化銅:0.07%、氧化鐵:0.29%、二氧化錳:0.12%、硝酸鉀:0.14%、氯化鎂:0.15%、氯酸鉀:0.08%,餘量為Ti。
上述技術方案的改進是:耐腐蝕夾具的加工工藝的步驟㈧中,骨瓷保護層中各成分的質量百分比成分為:石英: 5.43%、長石: 4.72%、骨炭:8.44%、滑石粉:4.66%、沙石:7.83%、鋁粉:2.21%、矽粉:6.35%、氧化鈣:1.14%、氧化鎂:1.88%,餘量為高嶺土。
本發明採用上述技術方案的有益效果是:
(1)本發明的耐腐蝕夾具由於採用鈦為主要材料,使得夾具整體質量輕並且結構強度大,同時具有優良的耐腐蝕性能;
(2)本發明的耐腐蝕夾具由於在原料熔煉時,通過燙包、倒包、球化反應、扒渣和打渣的配合,使得原料熔煉更加徹底,可以有效去除原料中的雜質,從而提高最終夾具的質量;
(3)本發明的耐腐蝕夾具由於在原料熔煉時,第一次熔煉後採用水冷與空冷結合快速冷卻,後進行第二次熔煉,通過快速的降溫和二次熔煉,大大減少了原來中的雜質,提高了最終鑄件的質量;
(4)本發明的耐腐蝕夾具由於原料熔煉後又進行了精煉,通過兩次次熔煉和精煉的配合,提高了最終鑄件的質量;
(5)本發明的耐腐蝕夾具由於在鑄造後又經過了熱處理,可控制該夾具橫向與縱向凹陷造成的表面裂紋,並可使夾具表面層產生與工作應力相反的殘餘應力,受載時可抵消部分工作應力,增加使用壽命;
(6)本發明的耐腐蝕夾具由於覆蓋骨瓷保護層,大大增強了其耐腐蝕性能,通過骨瓷的覆蓋,延長了使用壽命。
具體實施方式
實施例一
本實施例的耐腐蝕夾具,其各成分的質量百分比成分為:C:0.09%、Fe:2.63% 、Mn:0.45%、S:≤0.020%、P:≤0.030%、Cr:0.26%、Ni:1.66%、Zn:2.18%、Cu:1.89%、Mo:0.02%、Ag:0.17%、Pd:0.03%、Pt:0.03%、Au:0.04%、W:1.92%、Ta:0.01%、Nd:0.12%、Ce:0.02%、Eu:0.01%、Lu: 0.02%、氧化鈣:0.09%、滑石粉:0.46%、氧化鎂:0.14%、氧化銅:0.03%、氧化鐵:0.27%、二氧化錳:0.06%、硝酸鉀:0.12%、氯化鎂:0.14%、氯酸鉀:0.07%,餘量為Ti;
耐腐蝕夾具的加工工藝包括以下步驟:
㈠配料:將原料按上述質量百分比進行配料;
㈡熔煉:
a、按預定原料中各成分的質量百分比將原料加入熔爐內,將熔爐內的溫度提高到1550攝氏度至1580攝氏度,原料被熔鍊形成合金溶液;
b、將上一步得到的合金溶液進行冷卻,冷卻時用水冷與空冷結合,先採用水冷以16-18℃/s的冷卻速率將合金溶液水冷至670-690℃形成合金,然後空冷至450-490℃,再採用水冷以11-12℃/s的冷卻速率將合金水冷至室溫;
c、加熱,將上一步冷卻後的合金加入熔爐內進行二次熔煉,將熔爐內的溫度提高到1570攝氏度至1610攝氏度,合金被二次熔鍊形成合金溶液;
d、燙包,將熔爐內的合金溶液倒入澆包,進行燙包;
e、燙包完畢後,將澆包內的合金溶液倒入電爐內,將電爐內的溫度升溫至1590 攝氏度至1610攝氏度,加熱14分鐘至18分鐘,將電爐內的合金溶液倒入澆包,倒包降溫;
f、倒包後,將澆包內的合金溶液倒入電爐,溫度降至1480至1510攝氏度,在澆包的包坑中依次加入1.4%至1.5%的球化劑和0.2%至0.3%的孕育劑,用5至6kg薄鋼板,薄鋼板的厚度為0.5mm至1mm,將薄鋼板覆蓋在球化劑、孕育劑上,並搗實;
g、將電爐內的合金溶液倒入澆包內凹的另一側,球化反應70s至75s,球化反應充分後,撒一層集渣劑,快速扒渣;
h、快速扒渣後,立即在合金溶液表面撒入膨脹珍珠巖粉,打渣兩遍;
㈢精煉:將熔煉後的合金溶液送入精煉斧,控制精煉溫度為1250℃~1300℃精煉15-20分鐘,靜置30分鐘,氣壓0.05-0.09MPa,形成待鑄造的合金溶液;
㈣製作覆膜砂殼型芯:
㈤澆註:在重力澆注時將上下兩半覆膜砂殼型芯定位粘好固化好後,平穩放置在澆注模中進行澆注;
㈥熱處理:採用淬火-加熱-回火的熱處理工藝對澆注好的耐腐蝕夾具進行熱處理,具體熱處理工藝為:
淬火:將澆注好的耐腐蝕夾具放入淬火爐進行淬火,淬火介質為真空淬火油,控制淬火溫度為800-850℃,淬火時冷到260-280℃時,取出空冷至室溫;
加熱:將淬火後的耐腐蝕夾具放入加熱爐進行加熱,加熱溫度為750-780℃,加熱25-30分鐘後停止加熱,使耐腐蝕夾具在加熱爐內利用餘熱維持在450-470℃保溫5-10分鐘,將耐腐蝕夾具取出冷卻至室溫;
回火:將加熱後的耐腐蝕夾具放入回火爐進行回火,控制回火溫度為450-480℃,回火時間10-15分鐘,然後採用壓縮空氣或霧狀淬火液以6-8℃/s的冷卻速率將原料冷至330-350℃,然後空冷至室溫;
㈦探傷處理;
㈧覆蓋骨瓷保護層:
a、配料:骨瓷保護層中各成分的質量百分比成分為:石英: 5.43%、長石: 4.72%、骨炭:8.44%、滑石粉:4.66%、沙石:7.83%、鋁粉:2.21%、矽粉:6.35%、氧化鈣:1.14%、氧化鎂:1.88%,餘量為高嶺土;
b、粉碎:將骨瓷保護層的各原料按質量百分百加入球磨機中進行混合球磨,加入水形成釉漿;
c、除鐵過篩:將上述釉漿用150目到190的篩網進行兩次過濾,過濾後用除鐵器除鐵;
d、濾攪工序:濾去上一步驟中釉漿內多餘的水,濾後釉漿的水份在26-30%
e、塗敷:將調製好的釉漿塗敷在探傷處理後的耐腐蝕夾具表面;
f、焙燒:將塗敷好釉漿的耐腐蝕夾具送入隧道窯焙燒,冷卻後形成骨瓷保護層;
㈨清洗,烘乾,製得耐腐蝕夾具。
實施例二
本實施例的耐腐蝕夾具與實施例一基本相同,不同之處在於耐腐蝕夾具各成分的質量百分比成分為:C:0.09%、Fe:2.37% 、Mn:0.55%、S:≤0.020%、P:≤0.030%、Cr:0.35%、Ni:1.72%、Zn:2.24%、Cu:2.33%、Mo:0.03%、Ag:0.19%、Pd:0.06%、Pt:0.05%、Au:0.07%、W:2.14%、Ta:0.01%、Nd:0.11%、Ce:0.04%、Eu:0.04%、Lu: 0.03%、氧化鈣:0.15%、滑石粉:0.55%、氧化鎂:0.15%、氧化銅:0.07%、氧化鐵:0.29%、二氧化錳:0.12%、硝酸鉀:0.14%、氯化鎂:0.15%、氯酸鉀:0.08%,餘量為Ti。
本發明不局限於上述實施例。凡採用等同替換形成的技術方案,均落在本發明要求的保護範圍。