一體式錐形截齒及其生產方法

2023-10-25 19:24:57

專利名稱：一體式錐形截齒及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種採煤機配件。具體說，是採煤掘進機上的錐形截齒及其生產方法。
背景技術：
在煤礦機械生產行業都知道，目前，採煤掘進機上使用的錐形截齒都是傳統的錐形截齒。 這種傳統錐形截齒為分體結構，即其齒體和齒尖分別單獨加工後再焊接在一起。其齒體和齒 尖分別為普通鋼材和硬質合金。由於其齒體和齒尖採用分別加工後再焊接在一起，在釺焊硬 質合金齒尖時，需對齒體頭部進行急劇加熱。而在急劇加熱過程中，會引發硬質合金齒尖內 部產生裂紋，降低硬質合金齒尖的強度。又由於為提高整個錐形截齒的強韌性和耐磨性，在 焊接時必須對齒體和齒尖同時進行加熱，齒體和齒尖的同時加熱和冷卻也會在它們的焊縫間 產生裂紋。因此，傳統的錐形截齒容易損壞，使用壽命不長。
另外，由於傳統錐形截齒的齒體和齒尖分別為普通鋼材和硬質合金。而硬質合金齒尖又 是鑄造而成，其維氏硬度只有1300左右，硬度較低。由於硬度較低，也會降低其使用壽命。

發明內容
本發明要解決的問題是提供一種一體式錐形截齒。這種一體式錐形截齒，不易損壞，使 用壽命長。
本發明要解決的另一個問題是提供一種生產一體式錐形截齒的方法。 為解決上述問題，採取以下技術方案
本發明的一體式錐形截齒包括錐形截齒本體，該錐形截齒本體含有齒體和齒尖，其特點 是齒體和齒尖為同一種材料且二者形成為一體。錐形截齒本體的表面有耐磨層。 生產上述一體式錐形截齒的方法依次包括以下步驟
(1) 先選用碳素工具鋼棒，該碳素工具鋼棒是T9A型優質碳素工具鋼或T10A型優質 碳素工具鋼或T11A型優質碳素工具鋼中的任意一種。
(2) 進行精密鍛造。將碳素工具鋼棒鍛造成錐形截齒毛坯。其中，始鍛溫度為1000~1160 °C，終鍛溫度為700~820°C。
(3) 進行球化退火。將鍛造好的錐形截齒毛坯放入箱式電阻爐內，加熱至750 770'C並 在此溫度下保溫1~2小時。然後，降溫至680 70(TC並在此溫度下保溫2~3小時。之後，讓 其自然冷卻至常溫。
(4) 進行機械加工。對經過球化退火的錐形截齒毛坯進行切削，得到錐形截齒本體。
(5) 進行化學處理。先在錐形截齒本體表面塗抹化學膏劑並在130 15(TC的溫度下烘乾， 使錐形截齒本體表面的化學膏劑達到2~3mm厚。
3其中的化學膏劑由以下重量份數的原料混合而成碳化硼10 15重量份、氟硼酸鉀5~10 重量份、鋁粉3 5重量份、鉻粉3 5重量份、釩粉3 5重量份、氧化鑭2.5 5重量份、氧化 鈰2.5~5重量份和硝基清漆30~40重量份。
(6) 進行高頻處理。將經過化學處理的錐形截齒本體放入高頻感應爐內，在3 10分鐘 時間內進行間歇加溫至950~1050°C，即在3~10分鐘時間內每加熱15秒鐘停止加熱10秒鐘。 使錐形截齒本體表面形成一層耐磨層，得到一體式錐形截齒毛坯。
(7) 進行淬火處理；先對一體式錐形截齒毛坯進行加溫，當溫度升至760 78(TC時，將 其投入濃度為10%的鹽水中淬火後撈出，放入15號機械油中冷卻。
(8) 進行低溫回火處理。將經過淬火處理的一體式錐形截齒毛坯加溫至150 170'C後， 讓其自然冷卻至常溫。
(9) 進行光整處理。對經過低溫回火處理的一體式錐形截齒毛坯進行打磨，使其表面光 滑，得到一體式錐形截齒。
採取上述方案，具有以下優點-
由於齒體和齒尖為同一種材料且二者形成為一體，與傳統分體式錐形截齒相比，避免了 由於齒體與齒尖間焊接需要同時加熱而引起的焊縫間裂紋的產生。使得本發明的錐形截齒不 易損壞，使用壽命延長。
又由於錐形截齒本體的表面形成有耐磨層，與傳統僅有齒尖為硬質合金的分體式錐形截 齒相比，避免了在釺焊硬質合金齒尖時，需對齒體頭部進行劇烈加熱而引發的硬質合金齒尖 內部產生裂紋，降低硬質合金齒尖強度的情況發生。
另外，由於錐形截齒本體的表面有耐磨層，且該耐磨層是通過化學和高頻處理等步驟而 形成，與傳統硬質合金齒尖採用鑄造方法而形成相比，其維氏硬度大大提高，據檢測，維氏 硬度可達1700左右，遠遠大於傳統齒尖只有1300的維氏硬度。由於硬度較高，也可提高錐 形截齒的使用壽命。


圖1是本發明的一體式錐形截齒結構示意圖。
具體實施例方式
實施例一
如圖1所示，本發明的一體式錐形截齒包括錐形截齒本體，該錐形截齒本體含有齒體1 和齒尖2，所述齒體l為圓柱狀，所述齒尖2為錐形，齒體1和齒尖2為同一種材料，且齒 體1的一端與齒尖2的大端通過鑄造形成為一體。錐形截齒本體的表面形成有一層耐磨層3。
本發明的一體式錐形截齒生產方法依次包括以下步驟
先選用碳素工具鋼棒，該碳素工具鋼棒是T9A型優質碳素工具鋼；
然後，進行精密鍛造
4將碳素工具鋼棒鍛造成所需規格的錐形截齒毛坯。其中，始鍛溫度為100(TC，終鍛溫度 為700 °C。
之後，進行球化退火
將鍛造好的錐形截齒毛坯放入箱式電阻爐內，加熱至75(TC後在此溫度下保溫1小時。 然後，降溫至68(TC並在此溫度下保溫2小時。之後，讓其自然冷卻至常溫。 之後，進行機械加工
用車床對經過球化退火的錐形截齒毛坯進行切削，使其齒尖部分的表面粗糙度Ra小於 1.6toi，得到錐形截齒本體。 之後，進行化學處理
先在錐形截齒本體表面塗抹化學膏劑，然後，將塗抹有化學膏劑的錐形截齒本體放入溫 度為13(TC的烘箱內烘乾，使錐形截齒本體表面的化學膏劑達到2mm厚。
其中的化學膏劑由以下重量份數的原料混合而成碳化硼10重量份、氟硼酸鉀5重量份、 鋁粉3重量份、鉻粉3重量份、釩粉3重量份、氧化鑭2.5重量份、氧化鈰2.5重量份和硝基 清漆30重量份。
之後，進行高頻處理
將經過化學處理的錐形截齒本體放入高頻感應爐內，在3分鐘時間內進行間歇加溫至950 。C，即在3分鐘時間內以每加熱15秒鐘停止加熱10秒鐘為一周期，反覆這一步驟。使錐形 截齒本體表面複合一層耐磨層，得到一體式錐形截齒毛坯。
之後，進行淬火處理
先對一體式錐形截齒毛坯進行加溫，當溫度升至76(TC時，將其投入濃度為10%的鹽水中 淬火後撈出，放入15號機械油中冷卻。 之後，進行低溫回火處理
將經過淬火處理的一體式錐形截齒毛坯加溫至15(TC後，讓其自然冷卻至常溫。 最後，進行光整處理
用QPL100型履帶式拋丸清理機對經過低溫回火處理的一體式錐形截齒毛坯進行打磨， 使其表面光滑，得到一體式錐形截齒。 實施例二
如圖1所示，本發明的一體式錐形截齒包括錐形截齒本體，該錐形截齒本體含有齒體1 和齒尖2，所述齒l體為圓柱狀，所述齒尖2為錐形，齒體1和齒尖2為同一種材料，且齒 體1的一端與齒尖2的大端通過鑄造形成為一體。錐形截齒本體的表面形成有一層耐磨層3。
本發明的一體式錐形截齒生產方法依次包括以下步驟
先選用碳素工具鋼棒，該碳素工具鋼棒是T10A型優質碳素工具鋼；
然後，進行精密鍛造將碳素工具鋼棒鍛造成所需規格的錐形截齒毛坯。其中，始鍛溫度為110(TC，終鍛溫度 為760°C。
之後，進行球化退火
將鍛造好的錐形截齒毛坯放入箱式電阻爐內，加熱至76(TC後在此溫度下保溫1. 5小時。 然後，降溫至69(TC並在此溫度下保溫2.5小時。之後，讓其自然冷卻至常溫。 之後，進行機械加工
用車床對經過球化退火的錐形截齒毛坯進行切削，使其齒尖部分的表面粗糙度Ra小於 1.6Pm，得到錐形截齒本體。 之後，進行化學處理
先在錐形截齒本體表面塗抹化學膏劑，然後，將塗抹有化學膏劑的錐形截齒本體放入溫 度為14(TC的烘箱內烘乾，使錐形截齒本體表面的化學膏劑達到2.5mm厚。
其中的化學膏劑由以下重量份數的原料混合而成碳化硼13重量份、氟硼酸鉀8重量份、 鋁粉4重量份、鉻粉4重量份、釩粉4重量份、氧化鑭3.8重量份、氧化鈰3.7重量份和硝基 清漆35重量份。
之後，進行高頻處理
將經過化學處理的錐形截齒本體放入高頻感應爐內，在7分鐘時間內進行間歇加溫至 IOOO'C，即在7分鐘時間內以每加熱15秒鐘停止加熱IO秒鐘為一周期，反覆這一步驟。使 錐形截齒本體表面複合一層耐磨層，得到一體式錐形截齒毛坯。
之後，進行淬火處理
先對一體式錐形截齒毛坯進行加溫，當溫度升至77(TC時，將其投入濃度為10%的鹽水中 淬火後撈出，放入15號機械油中冷卻。 之後，進行低溫回火處理
將經過淬火處理的一體式錐形截齒毛坯加溫至160。C後，讓其自然冷卻至常溫。 最後，進行光整處理
用QPL100型履帶式拋丸清理機對經過低溫回火處理的一體式錐形截齒毛坯進行打磨， 使其表面光滑，得到一體式錐形截齒。 實施例三
如圖1所示，本發明的一體式錐形截齒包括錐形截齒本體，該錐形截齒本體含有齒體1 和齒尖2，所述齒體l為圓柱狀，所述齒尖2為錐形，齒體1和齒尖2為同一種材料，且齒 體l的一端與齒尖2的大端通過鑄造形成為一體。錐形截齒本體的表面形成有一層耐磨層3。
本發明的一體式錐形截齒生產方法依次包括以下步驟-
先選用碳素工具鋼棒，該碳素工具鋼棒是T11A型優質碳素工具鋼；
然後，進行精密鍛造
6將碳素工具鋼棒鍛造成所需規格的錐形截齒毛坯。其中，始鍛溫度為116(TC，終鍛溫度 為820。C。
之後，進行球化退火
將鍛造好的錐形截齒毛坯放入箱式電阻爐內，加熱至77(TC後在此溫度下保溫2小時。 然後，降溫至700'C並在此溫度下保溫3小時。之後，讓其自然冷卻至常溫。 之後，進行機械加工
用車床對經過球化退火的錐形截齒毛坯進行切削，使其齒尖部分的表面粗糙度Ra小於 1.6toi，得到錐形截齒本體。 之後，進行化學處理
先在錐形截齒本體表面塗抹化學膏劑，然後，將塗抹有化學膏劑的錐形截齒本體放入溫 度為15(TC的烘箱內烘乾，使錐形截齒本體表面的化學膏劑達到3mm厚。
其中的化學膏劑由以下重量份數的原料混合而成碳化硼15重量份、氟硼酸鉀10重量
份、鋁粉5重量份、鉻粉5重量份、釩粉5重量份、氧化鑭5重量份、氧化鈰5重量份和硝 基清漆40重量份。
之後，進行高頻處理
將經過化學處理的錐形截齒本體放入高頻感應爐內，在10分鐘時間內進行間歇加溫至 1050°C，即在IO分鐘時間內以每加熱15秒鐘停止加熱IO秒鐘為一周期，反覆這一步驟。使 錐形截齒本體表面複合一層耐磨層，得到一體式錐形截齒毛坯。
之後，進行淬火處理
先對一體式錐形截齒毛坯進行加溫，當溫度升至78(TC時，將其投入濃度為10%的鹽水中 淬火後撈出，放入15號機械油中冷卻。 之後，進行低溫回火處理
將經過淬火處理的一體式錐形截齒毛坯加溫至17(TC後，讓其自然冷卻至常溫。 最後，進行光整處理
用QPL100型履帶式拋丸清理機對經過低溫回火處理的一體式錐形截齒毛坯進行打磨， 使其表面光滑，得到一體式錐形截齒。
權利要求
1. 一體式錐形截齒，包括錐形截齒本體，該錐形截齒本體含有齒體(1)和齒尖(2)，其特徵在於齒體(1)和齒尖(2)為同一種材料且二者形成為一體；錐形截齒本體的表面有耐磨層(3)。
2. 生產權利要求1所述一體式錐形截齒的方法，其特徵在於依次包括以下歩驟(1) 先選用碳素工具鋼棒，該碳素工具鋼棒是T9A型優質碳素工具鋼或T10A型優質 碳素工具鋼或T11A型優質碳素工具鋼中的任意一種；然後(2) 進行精密鍛造；將碳素工具鋼棒鍛造成錐形截齒毛坯；其中，始鍛溫度為1000-1160 。C，終鍛溫度為700 82(TC;之後(3) 進行球化退火；將鍛造好的錐形截齒毛坯放入箱式電阻爐內，加熱至750 770'C並 在此溫度下保溫1~2小時；然後，降溫至680 700'C並在此溫度下保溫2~3小時；之後，讓 其自然冷卻至常溫；之後(4) 進行機械加工；對經過球化退火的錐形截齒毛坯進行切削，得到錐形截齒本體；之後(5) 進行化學處理；先在錐形截齒本體表面塗抹化學膏劑並在130 15(TC的溫度下烘乾， 使錐形截齒本體表面的化學膏劑達到2-3mm厚；其中的化學膏劑由以下重量份數的原料混合而成碳化硼10 15重量份、氟硼酸鉀5~10 重量份、鋁粉3~5重量份、鉻粉3~5重量份、釩粉3~5重量份、氧化鑭2.5~5重量份、氧化 鈽2.5 5重量份和硝基清漆30 40重量份；之後(6) 進行高頻處理；將經過化學處理的錐形截齒本體放入高頻感應爐內，在3 10分鐘 時間內進行間歇加溫至950~1050°C，即在3~10分鐘時間內每加熱15秒鐘停止加熱10秒鐘； 使錐形截齒本體表面形成一層耐磨層，得到一體式錐形截齒毛坯；之後(7) 進行淬火處理；先對一體式錐形截齒毛坯進行加溫，當溫度升至760 780'C時，將 其投入濃度為10%的鹽水中淬火後撈出，放入15號機械油中冷卻；之後(8) 進行低溫回火處理；將經過淬火處理的一體式錐形截齒毛坯加溫至150 17(TC後， 讓其自然冷卻至常溫；最後(9) 進行光整處理；對經過低溫回火處理的一體式錐形截齒毛坯進行打磨，使其表面光 滑，得到一體式錐形截齒。
全文摘要
本發明涉及一體式錐形截齒及其生產方法。具體說，是採煤掘進機上的錐形截齒及其生產方法。它包括錐形截齒本體，該錐形截齒本體含有齒體和齒尖，其特點是齒體和齒尖為同一種材料且二者形成為一體。錐形截齒本體的表面有耐磨層。它是用碳素工具鋼棒，經精密鍛造、球化退火、機械加工、化學處理、高頻處理、進行淬火處理、低溫回火處理和光整處理等步驟而製成。這種一體式錐形截齒，不易損壞，使用壽命長。
文檔編號E21C35/00GK101509376SQ20091003022
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月23日 優先權日2009年3月23日
發明者姚建新, 楊振華, 董曉春, 陳安慶 申請人:無錫速力特機械科技有限公司