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淬火工藝的不足，保證零件的整體質量，提高了生產效率。
【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
技術領域
[0001]本發明涉及熱處理淬火工藝領域，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】
[0002]目前，挖機斗齒采用合金鋼材質，根據實際數用要求，一個產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.根據常規淬火工藝不能一次滿足上述要求且成本過高。常規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部組織結構，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進行淬火，調整冷卻時間。這種工藝缺點在于對設備要求高，過渡區硬度無法保證，不適用于大批量生產，而且成本高；局部淬火，其他部位不進行淬火，保留原始內部組織及硬度。這種淬火工藝缺點在于零件內部金相組織混亂，連接處無法形成過渡，上半部分不是淬火組織，質量不穩定，使用中會造成大量撕裂。
[0003]鑒于上述原因，現發明出一種挖機斗齒利用鍛造余溫進行分段過渡淬火工藝。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，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，形成三個硬度區間，從而保證零件的整體質量，不重復加熱，降低成本。
[0005]本發明為了實現上述目的，采用如下技術方案: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，所述連接段內設置內腔；
[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，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，冷卻液內停留3_5s后，升高卡座將挖機斗齒升出液面;翻轉卡座，使挖機斗齒的內腔內的冷卻液流出，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，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，冷卻液內停留5?1s后，升高卡座將挖機斗齒升出液面;翻轉卡座，使挖機斗齒的內腔內的冷卻液流出，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，此環節在已經淬火后的挖機斗齒內進行自回火，連接段開始轉變為回火馬氏體組織；
[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不規則堆放，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]所述水箱采用內水箱與外水箱構成循環水箱系統，內水箱一側設置外水箱，內水箱的高度高于外水箱，內水箱外壁上方一側設置溢流管，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，所述的內水箱內底部設置圓筒形風扇保護殼，所述風扇保護殼內的中心設置電機，所述電機一側均勻分布至少三片扇葉，外水箱內底部設置水栗，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，內水箱內部的電機帶動扇葉旋轉，實現內水箱內部的冷卻液形成自循環，挖機斗齒放入內水箱內的冷卻液內淬火時，內水箱內循環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流動的過程中迅速將熱量散發至冷卻液整體中，使冷卻液整體的溫度達到一致，外水箱內的水栗抽取冷卻液流經補水管至內水箱，使內水箱內冷卻液的溫度降低，內水箱內冷卻液的液面升高，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溢流管由溢出口流入外水箱，以上過程循環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]所述的內水箱與外水箱內的冷卻液為水。
[0017]所述的內水箱與外水箱內的冷卻液保持在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裝爐量進行調整，以保證挖機斗齒各部位的硬度達到規定的標準為準。
[0019]本發明的有益效果是:本發明利用鍛造余溫進行分段過渡淬火技術避免了鋼材的重復加熱破壞內部組織結構，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淬火工藝的不足，從而保證零件的整體質量，保證了斗齒硬度;本發明根據挖機斗齒的重量、尺寸和壁厚，可以對工藝參數進行調整，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，節約了能耗和企業資金，很大程度的提高了生產效率，使產品能夠占領市場主導地位，適合推廣使用。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0021 ]圖1是挖機斗齒完全沁入冷卻液結構示意圖；
[0022]圖2是挖機斗齒局部沁入冷卻液結構示意圖；
[0023]圖3是挖機斗齒結構示意圖；
[0024]圖1、2、3中:內水箱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]下面結合實施例與【具體實施方式】對本發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內設置內腔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，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，冷卻液內停留3_5s后，升高卡座9將挖機斗齒8升出液面;翻轉卡座9，使挖機斗齒8的內腔8-1內的冷卻液流出，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，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，冷卻液內停留5?1s后，升高卡座9將挖機斗齒8升出液面;翻轉卡座9，使挖機斗齒8的內腔8-1內的冷卻液流出，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，此環節在已經淬火后的挖機斗齒8內進行自回火，連接段8-2開始轉變為回火馬氏體組織；
[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出水后放入料筐內不規則堆放，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]所述水箱米用內水箱I與外水箱6構成循環水箱系統，內水箱I一側設置外水箱6，內水箱I的高度高于外水箱6，內水箱I外壁上方一側設置溢流管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，所述的內水箱I內底部設置圓筒形風扇保護殼3，所述風扇保護殼3內的中心設置電機2，所述電機2—側均勻分布至少三片扇葉3-1，外水箱6內底部設置水栗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，內水箱I內部的電機2帶動扇葉3-1旋轉，實現內水箱I內部的冷卻液形成自循環，挖機斗齒8放入內水箱I內的冷卻液內淬火時，內水箱I內循環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流動的過程中迅速將熱量散發至冷卻液整體中，使冷卻液整體的溫度達到一致，外水箱6內的水栗7抽取冷卻液流經補水管5至內水箱I，使內水箱I內冷卻液的溫度降低，內水箱I內冷卻液的液面升高，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溢流管4由溢出口4-1流入外水箱6，以上過程循環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]所述的內水箱I與外水箱6內的冷卻液為水。
[0041 ] 實施例4
[0042]所述的內水箱I與外水箱6內的冷卻液保持在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裝爐量進行調整，以保證挖機斗齒8各部位的硬度達到規定的標準為準。
【主權項】
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)內設置內腔(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，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，冷卻液內停留3-5s后，升高卡座(9)將挖機斗齒(8)升出液面;翻轉卡座(9)，使挖機斗齒(8)的內腔(8-1)內的冷卻液流出，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，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，冷卻液內停留5?1s后，升高卡座(9)將挖機斗齒(8)升出液面;翻轉卡座(9)，使挖機斗齒(8)的內腔(8-1)內的冷卻液流出，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，此環節在已經淬火后的挖機斗齒(8)內進行自回火，連接段(8-2)開始轉變為回火馬氏體組織； 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)出水后放入料筐內不規則堆放，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.根據權利要求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:所述水箱采用內水箱(I)與外水箱(6)構成循環水箱系統，內水箱(I)一側設置外水箱(6)，內水箱(I)的高度高于外水箱(6)，內水箱(I)外壁上方一側設置溢流管(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，所述的內水箱(I)內底部設置圓筒形風扇保護殼(3)，所述風扇保護殼(3)內的中心設置電機(2)，所述電機(2)—側均勾分布至少三片扇葉(3-1)，外水箱(6)內底部設置水栗(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，內水箱(I)內部的電機(2)帶動扇葉(3-1)旋轉，實現內水箱(I)內部的冷卻液形成自循環，挖機斗齒(8)放入內水箱(I)內的冷卻液內淬火時，內水箱(I)內循環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流動的過程中迅速將熱量散發至冷卻液整體中，使冷卻液整體的溫度達到一致，外水箱(6)內的水栗(7)抽取冷卻液流經補水管(5)至內水箱(I)，使內水箱(I)內冷卻液的溫度降低，內水箱(I)內冷卻液的液面升高，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溢流管(4)由溢出口(4-1)流入外水箱(6)，以上過程循環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.根據權利要求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:所述的內水箱(I)與外水箱(6)內的冷卻液為水。4.根據權利要求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:所述的內水箱(I)與外水箱(6)內的冷卻液保持在40°C以下。5.根據權利要求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裝爐量進行調整，以保證挖機斗齒(8)各部位的硬度達到規定的標準為準。
【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