以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊的挖土機鏟鬥及其製造方法
2023-10-27 20:23:22 3
專利名稱：以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊的挖土機鏟鬥及其製造方法
技術領域：
本發明涉及如挖出主要地形為基巖層的巖石山或巖石並挑選園林 石，主要取出堅固的骨料石或拉出巖石及搬運或裝載到卡車時使用，以 鑄造工法製作而長時間使用也不受損的耐磨、耐衝擊的挖土機鏟鬥及其 製造方法。
背景技術：
傳統的挖土機鏟鬥1如圖6及圖7所示，在鬥背板2的左右側接合鬥側 面板3，此左右鬥側板3的前端分別焊接側刃12，主刃板4在上述鬥背板2 的下部前端橫穿接合，此主刃板4上按一定間距焊接組成多個鬥齒5。
在圖6虛線是焊接部位的概略圖。
如此的傳統挖土機鏟鬥l是以低電流重疊幾次進行焊接，此方式因焊 接量少而只好把焊接部位重疊幾次。根據這些焊接部成為凸珠型，製造 管子而焊接時發生的熱，焊接周圍的組織發生變化，由此過多熔融母材。 從而發生與焊接端部連接的母材凹進去的砍口(undercut)現象，耐久性低 而衝擊時存在破損的可能性。經過幾次焊接而先焊接的部位和最後焊接 的部位之間存在冷卻速度之差，從而發生境界部和氣孔等。此砍口、境 界部、氣孔等成了發生裂縫(crack)的原因。
因此，如此的傳統挖土機鏟鬥在作業過程中反覆與土沙或石頭磨擦， 而易磨損側刃12或主刃板4並脫落，焊接部位頻繁被破損。
像這樣，從前使用的制管工法的挖土機鏟鬥，其製造過程複雜。因焊接工藝造成的耐久性降低，進行巖石山等的挖土作業時，鐵板將被撕 開而壽命短且大增維保產品費用。並且，因使用了一般的可焊接鐵板材 料，機械性質受限制，而作業時易於被磨損。對衝擊弱而要頻繁更換， 由此加重了作業效率的降低和費用
發明內容
圖l是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥的分離斜視圖。
圖2是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥斜視圖。
圖3是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥的結合斜視圖。
圖4是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥側面圖。
圖5是根據本發明的挖土機鏟鬥的製造工藝圖。
圖6是傳統挖土機鏟鬥的分離斜視圖。
圖7是傳統挖土機鏟鬥的結合斜視圖。
附圖編號說明
100:鏟鬥 110:鬥背板
120:支撐板 130,131:左右鬥側板
140,141:惻刃 150:〕字型主刃板
160:鬥齒固定件 170:鬥齒
具體實施例方式
參照附圖詳細說明以根據本發明鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊的挖 土機鏟鬥及其製造方法的實例。
圖1是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥100的分離斜視圖。 圖2是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥100斜視圖。
6圖3是根據本發明的鑄造工法製作的挖土機鏟鬥100的結合斜視圖。 圖4是側面圖。圖5是根據本發明的挖土機鏟鬥的製造工藝圖。 圖6是傳統挖土機鏟鬥的分離斜視圖。圖7是傳統挖土機鏟鬥的結合 斜視圖。
根據本發明的挖土機鏟鬥100如圖1至圖3所不，鑄造鬥背板110和支 撐板120及左右鬥側板130、 131，而一體化挖土機鏟鬥IOO。在挖土機鏟 鬥100左右鬥側板130、 131的前端分別以螺釘和螺母固定鑄造側刃140、 141，使之可分離。在上述支撐板120下部前端，夾入鑄造的〕字型主刃 板150並橫穿形成，使之鬥齒固定件160可分離。此主刃板150之間按一 定間距結合多個鬥齒固定件160，在前端結合鬥齒170,從而以一體化鑄 造方式組成結構。
在此，結合在上述多個鬥齒固定件160前端的鬥齒170根據破開巖石 的用途、挖沙子等用途，其強度或磨損度可不同。如圖2所示，除了製造 的〕字型主刃板150、鬥齒固定件160、鬥齒170以外，其他部分以鑄造方 式-一體製作之後，根據需要利用螺釘和螺母結合在〕字型主刃板150的支 撐板120前端121或焊接結合。
並且，本發明為了把挖土機鏟鬥100作為鑄造一體化製造可硬性優秀 的高強度、耐磨鋼，把矽元素-鉻-鉬成分作為基礎，為了提高可硬性及耐 磨性，在此添加溴(B)，而製造高強度、高硬度、耐磨性優秀的挖土機鏟 鬥為好。
艮口，根據本發明第一實例的挖土機鏟鬥100的主要合金元素及合金比 至少包括從C : 0.90重量百分比至1.35重量百分比，Si : 0.30重量百分比至 0.80重量百分比，Mn : 1 l重量百分比至14重量百分比，B : 0.005重量百分
比以下組成的群體中選擇的一個以上。剩餘物是由與Fe制鋼時包括的異 物組成的高錳鋼。
說明根據本發明第一實例的各個鋼成分的設定理由。第一實例
C': O.卯 1.35重量百分比
決定特殊鋼強度、硬度的元素，尤其決定焊接性及韌性的元素。 雖然C含量越高越增加強度，但是會發生降低韌性的問題。 C含量低時，雖然增加了韌性，但是反而降低了強度。 考慮如此的特性，在本發明把空冷狀態作為標準，為了把目標設定
抗張強度為60kgf/mnf以上、表面硬度值為HB 200以上，把C含量限制為
0.90 1.35重量百分比。
Si : 0.30 0.80重量百分比
在制鋼的時候為了起脫酸作用，適當添加時抑制體(austenke)結晶 粒成長，並起固溶強化作用而提高強度。
但是，添加量未滿0.30%時，其效果微小。超出0.80%時，增加對韌 度的敏感性。
考慮這些問題限制為0.4 0.8重量百分比。
Mn : 11 ~ 14重量百分比
上述Mn提高可硬性及固溶強化效果，而增加強度或過多添加時，損 害焊接性。因此， 一般限制為0.5至L5重量百分比。
但是，在本發明鏟鬥100不是根據焊接製造，而是根據鑄造工法製造。 因此，把上述Mn包括11 ~ 14重量百分比而熱處理時，提高可硬性而增 加強度。
B : 0.005重量百分比以下
極少量添加上述B也大增可硬性的元素。
一般與高張力鋼比較時，Cr含量低。未添加高價Ni和Mo的本發明， 為了確保可硬性，必須添加B。
為了確保可硬性，至少添加0.001%以上。若增加其含量，會降低可 硬性。因此，其添加量限制0.005%以下為好。上述錠鐵(ingot)至少包括從C : 0.17重量百分比至0.50重量百分比， Si : 0.30重量百分比至0.80重量百分比，Mn : 0.50重量百分比至1.60重量 百分比,B : 0.005重量百分比以下組成的群體中選擇的一個以上。剩餘物 是以與Fe制鋼時包括的異物組成的鑄造用高張力碳素鋼。
像這樣，根據本發明實例的挖土機鏟鬥100材料是添加耐磨性高的高 錳鋼或鑄造用高張力碳素鋼，B元素，而製造合金鋼。從而耐磨性、耐衝 擊性、耐久性等比現有的普通鋼板材好。
以下，參照圖5詳細說明如上述的合金鋼根據鑄造工法製造挖土機,產 鬥的方法。
1、 鏟鬥設計工藝SIOO
為了利用鑄造工法生產，考慮各鏟鬥部位的厚度及形狀之後，設計 成一體型鑄造品結構。
2、 木模、金屬模製作工藝SllO
然後，以木模或金屬模加工與根據上述辦法明的挖土機鏟鬥形狀相 同的模子。
艮P，根據上述一體型設計圖，把鑄造方案按照合金元素可鑄鋼鑄造 的方案來設定。充分考慮間隔板(risers)大小及數量、設定位置、注入 口位置及形狀並製作。製作形狀為上下可分離的劃線平臺型和型芯(core) 等，進行沙型鑄造工法時一部分型芯部以shell模子製作，而易於生產。
3、 鑄造工藝S120
接著把沙子作為型砂的鑄型箱裡插入上述模子之後，沙型鑄造使之 形成澆口。沙型鑄造之後把上述模子從鑄型箱取出並形成空洞部。
把矽元素(Si)-鉻(Cr)-錳(Mn)作為基礎在此添加溴(B)，剩餘物以與鐵 (Fe)制鋼時，不可避免地包括的異物組成的錠鐵在融解溫度160(TC至 165(TC加熱並注入到上述金屬模的空洞部之後，注入的錠鐵凝固之後分
9離鑄型箱和形狀物，然後把沙型鏟鬥裝入電爐並在9oo'c至iio(rc溫度加 熱之後，浸漬在冷水裡。
形成上述注入口和澆口的形狀物設在鑄型箱的上部之後，把矽元素
(Si)-鉻(Cr)-錳(Mn)作為基礎在此從上述注入口添加溴(B)，剩餘物以與鐵 (Fe)制鋼時，不可避免包括的異物組成的錠鐵在融解溫度160(TC至1650
"C加熱的熔融金屬只按重量注入到鑄型箱，而填充空洞部。
如此注入的錠鐵凝固之後分離鑄型箱和形狀物，並生產沙型鏟鬥。
4、 熱處理工藝S130
並且，如上述把沙型的上述未完成鏟鬥裝入到電爐之後，在900 IIO(TC溫度加熱，並在冷水浸漬處理。
加熱溫度90(TC以下時，軋鋼時因阻抗變形的增加，造成過多的軋鋼 負荷。IIO(TC以上時，體(austenite)結晶粒異常成長而導致組織的不均 勻。因此，不僅損害韌性，因鋼中的固溶N增加，缺乏可硬性，而可降低 強度。
根據如此的熱處理加工，均勻鑄造過程中發生的應力組織，提高韌 性並使加工容易。
5、 機械加工工藝S140
然後，為了把熱處理並噴丸處理的未完成鏟鬥設在挖土機上，在鏜 孔加工機進行組裝部上鏜孔(boring)、剖面、鑽孔(drill)、加工內螺 紋等的機械加工。
6、 裝配工藝S150
然後，上述未完成鏟鬥的經過機械加工的鏟鬥組裝部(lll)上裝配軸 襯、銷、螺釘等部件。
7、 塗裝工藝S160
然後，上述裝配完畢之後，洗滌乾燥並塗裝塗料。工業應用性
如上所述，本發明為了利用鑄造工法生產，考慮各鏟鬥部位的厚度 及形狀之後，設計成一體型鑄造品結構。添加特殊材料合金元素後以一 體型鑄造工法製造，而簡化了挖土機伊鬥的製造工藝，並提高了對耐磨 及耐衝擊的機械性質。由此本發明延長了產品壽命和提高品質。
權利要求
1、一種以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊性挖土機鏟鬥，其特徵在於；鑄造鬥背板110和支撐板120及左右鬥側板130、131，而一體化挖土機鏟鬥100。
2、 根據權利要求l所述的以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊性挖土機 鏟鬥，其特徵在於；在挖土機鏟鬥100左右鬥側板130、 131的前端分別以 螺釘和螺母固定鑄造側刃140、 141，使之可分離，在上述支撐板120下部J 、-丄山刖順，夾入鑄造的〕字型主刃板150並橫穿形成，使之與鬥齒固定件160可 分離，此主刃板150之間按一定間距結合多個鬥齒固定件160，在前端結 合鬥齒170，從而以一體化組成結構。
3、 一種以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊性挖土機鏟鬥，其特徵在於； 以木模或金屬模加工與鏟鬥形狀相同的模子，把沙子作為型砂的鑄型箱 裡插入上述模子之後，沙型鑄造使之形成澆口，然後把上述模子從鑄型 箱取出並形成空洞部，把矽元素-鉻-錳作為基礎在此添加溴，剩餘物以與 鐵製鋼時，不可避免地包括的異物組成的錠鐵在融解溫度1600'C至1650 "C加熱並注入到上述金屬模的空洞部之後，凝固注入的錠鐵之後分離鑄 型箱和形狀物，然後把沙型鏟鬥裝入電爐並在90(TC至110(rC溫度加熱之 後，浸漬在冷水裡，為了把噴丸處理的鏟鬥設在挖土機上，組裝部上進 行鏜孔、剖面、鑽孔、內螺紋加工，上述組裝部上裝配軸襯、銷、螺釘 等部件之後，洗滌乾燥並利用塗料塗表面。
4、 根據權利要求3所述的以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊性挖土機鏟鬥，其特徵在於；上述錠鐵至少包括從C : 0.卯重量百分比至1.35重量 百分比，Si : 0.30重量百分比至0.80重量百分比，Mn : ll重量百分比至 14重量百分比，P : O.IO重量百分比以下，S :0.50重量百分比以下，B : 0.005重量百分比以下組成的群體中選擇的一個以上，剩餘物是由與Fe制 鋼時包括的異物組成的高錳鋼。
5、 根據權利要求3所述的以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊性挖土機 鏟鬥，其特徵在於；上述錠鐵至少包括從C : 0.17重量百分比至0.50重 量百分比，Si : 0.30重量百分比至0.80重量百分比，Mn : 0.50重量百分比 至1.60重量百分比，P : 0.030重量百分比以下，S : 0.030重量百分比以下, B:0.005重量百分比以下組成的群體中選擇的一個以上，剩餘物是以與 Fe制鋼時包括的異物組成的鑄造用高張力碳素鋼。
6、 一種以鑄造工法製作的耐磨、耐衝擊性挖土機鏟鬥，其特徵在於； 包括利用木模或金屬模加工與鏟鬥形狀相同模子的階段； 把沙子作為型砂的鑄型箱裡插入上述模子之後，沙型鑄造使之形成 澆口的階段；沙型鑄造之後把上述模子從鑄型箱取出並形成空洞部的階段； 形成注入口和澆口的形狀物設在鑄型箱的上部之後，把矽元素-鉻-錳作為基礎在此從上述注入口添加溴，剩餘物以與鐵製鋼時，不可避免地包括的異物組成的錠鐵在融解溫度i6oor至i65(rc加熱並注入，而填充空洞部的階段；凝固注入的錠鐵之後分離鑄型箱和形狀物，並生產沙型伊鬥的階段；把上述鏟鬥裝入電爐並在90(rC至110(TC溫度加熱之後，在冷水浸漬 處理的階段；為了把噴丸處理的鏟鬥安裝在挖土機上，在鏜孔加工機進行組裝部 上鏜孔、剖面、鑽孔、加工內螺紋等的機械加工的階段；上述機械加工的鏟鬥組裝部上裝配軸襯、銷、螺釘等部件的階段；及上述裝配完畢之後，洗滌乾燥並為了保護外部表面，利用塗料塗裝 表面的階段。
全文摘要
本發明涉及一種以鑄造工法製作耐磨、耐衝擊的挖土機鏟鬥及其製造方法。其特徵在於，加工與鏟鬥形狀相同的模子，鑄型箱裡插入模子之後，鑄造而形成澆口。然後把模子從鑄型箱取出並形成空洞部，把鐵作為基礎的合金成份，在此添加溴而組成的錠鐵在融解溫度1600℃至1650℃加熱並注入到上述金屬模的空洞部之後，注入的錠鐵凝固之後分離鑄型箱，把鏟鬥裝入電爐並在900℃至1100℃溫度加熱之後，浸漬在冷水裡。為了把鏟鬥設在挖土機上，組裝部上進行鏜孔、剖面、鑽孔、內螺紋加工，上述組裝部上裝配軸襯、銷、螺釘等部件之後，洗滌乾燥並利用塗料塗裝表面。
文檔編號C22C38/04GK101591922SQ20081009779
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者李閨榮, 金鐘守 申請人:興真產業株式會社