專利名稱：一種混凝土攪拌復合葉片的制作方法
技術領域：
一種混凝土攪拌復合葉片技術領域[0001]本實用新型涉及材料領域，具體涉及一種混凝土攪拌復合葉片。
技術背景[0002]混凝土攪拌器是泵車、拖泵等混凝土輸送設備的主要部件。混凝土攪拌器由傳 動軸和安裝在所述傳動軸上混凝土攪拌葉片組成，工作時，混凝土攪拌葉片在傳動軸的 帶動下攪動混凝土砂漿，混凝土砂漿一般由水泥和硬質沙礫組成。在攪拌的過程中，混 凝土砂漿會對混凝土攪拌葉片造成比較嚴重的磨損，混凝土攪拌葉片的使用壽命是影響 混凝土輸送設備整體品質的主要因素之一。[0003]為了提高混凝土攪拌葉片的使用壽命，現有技術中已經公開了多種提高混凝土 攪拌葉片耐磨性能的技術方案。請參見圖1，為現有技術中使用的混凝土攪拌葉片的示意 圖，所述混凝土攪拌葉片包括葉片基體21和耐磨部M。混凝土攪拌葉片固定在安裝板 22上，在葉片上還設置有加強筋23，其中，葉片基體21、安裝板22和加強筋23的材質 均為結構鋼，具有良好的強韌性。基體21表面的耐磨部M采用堆焊的方法焊接形成， 耐磨部材質一般為高鉻抗磨材料。雖然采用堆焊的方法在攪拌葉片基體上設置耐磨部可 以提高攪拌葉片的耐磨性能，但耐磨部的厚度由于工藝的原因受到很大的限制，如果做 的過厚，容易產生裂紋和剝落，且制造成本高。[0004]除上述采用堆焊的方法在混凝土攪拌葉片基體上制備耐磨部以外，也有人直接 采用高鉻抗磨鑄鐵制造混凝土攪拌葉片，但是這種葉片也有比較嚴重的缺點，原因在 于高鉻抗磨鑄鐵雖然具有優良的耐磨性能，但是抗沖擊性能極差，當受到礫石與砂漿 的沖擊時，很容易斷裂。此外，中國專利文獻CN200620113956還公開了一種鑲嵌硬質 合金塊的耐磨葉片，即通過在葉片本體的外邊緣上嵌裝至少一個硬質合金塊，硬質合金 塊的頂部凸出于葉片本體的邊緣，雖然硬質合金塊具有優良的耐磨性能，但是葉片本體 兩側和邊緣容易卻受到混凝土砂漿的強力沖擊，因此也容易導致磨損失效，從而不能從 根本上提高混凝土攪拌葉片的使用壽命。實用新型內容[0005]本實用新型要解決的問題在于提供一種混凝土攪拌復合葉片，與現有技術相 比，本混凝土攪拌復合葉片良好強度的條件下，提高混凝土攪拌復合葉片的耐磨性能。[0006]為了解決以上技術問題，本實用新型提供一種混凝土攪拌復合葉片，包括[0007]由第一材料制備的混凝土攪拌復合葉片骨架部、包裹在所述混凝土攪拌復合葉 片骨架部外的由第二材料制成混凝土攪拌復合葉片耐磨部；[0008]所述第一材料的屈服強度335MRI，伸長率所述第二材料的硬度 >50HRC。[0009]優選的，所述第一材料為碳鋼、低合金鋼或不銹鋼。[0010]優選的，所述第二材料為合金鑄鐵、耐磨鑄鋼、工具鋼或高速鋼。[0011]優選的，所述骨架部具有多個間隔孔，所述耐磨部的一部分填充在所述多個間 隔孔內。[0012]優選的，所述骨架部的表面與所述混凝土攪拌復合葉片的表面之間的距離至少 大于4mm。[0013]本實用新型提供一種混凝土攪拌復合葉片的制備方法，包括[0014]a)提供混凝土攪拌復合葉片骨架部，所述混凝土攪拌復合葉片骨架由第一材料 制成；[0015]b)將所述混凝土攪拌復合葉片骨架放置在鑄型內，澆注第二材料成形得到混凝 土攪拌復合葉片；所述第一材料的屈服強度』35MPa，伸長率所述第二材料的硬 度仝50HRC。[0016]優選的，所述第一材料為碳鋼、低合金鋼或不銹鋼，所述第二材料為合金鑄 鐵、耐磨鑄鋼、工具鋼或高速鋼。[0017]優選的，所述骨架部具有多個間隔孔，所述耐磨部的一部分填充在所述多個間 隔孔內。[0018]優選的，所述骨架部的表面與所述混凝土攪拌復合葉片的表面之間的距離至少 大于4mm。[0019]優選的，所述步驟b)之前還包括[0020]預熱所述混凝土攪拌復合葉片骨架部。[0021]本實用新型的混凝土攪拌復合葉片中，由強度高的第一材料制成骨架部作為結 構部件，耐磨部由耐磨性高的第二材料制成，這樣可以在保證復合葉片具有較好強度的 條件下，提高復合葉片的耐磨性能。[0022]本實用新型提供了一種混凝土攪拌復合葉片的制備方法，本實用新型先提供由 第一材料制備的混凝土攪拌復合葉片骨架，然后將該骨架放置在鑄型內，在所述骨架上 澆注硬度高于第一材料的第二材料成形得到混凝土攪拌復合葉片。與現有技術相比，本 實用新型制備的混凝土攪拌復合葉片由第一材料作為結構部件，然后由硬度高于第一材 料的第二材料作為攪拌葉片外部的耐磨材料，因此可以在保證混凝土葉片具有良好強度 的條件下，提高混凝土攪拌復合葉片的耐磨性能。
[0023]圖1為現有技術制備的混凝土攪拌復合葉片的結構示意圖；[0024]圖2為本實用新型提供的混凝土攪拌復合葉片的結構示意圖。
具體實施方式
[0025]為了進一步了解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型優選實施方案進行 描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特征和優點，而不是對 本實用新型權利要求的限制。[0026]請參見圖2，為本實用新型提供的混凝土攪拌復合葉片的示意圖，所述混凝土攪 拌復合葉片包括由第一材料制備的混凝土攪拌復合葉片骨架部31a和澆注在所述骨架上的 第二材料成形得到的耐磨部31b。。[0027]按照本實用新型，骨架部作為結構部件，制成骨架部的第一材料優選具有較好 強韌性的材料，其屈服強度》35MRI，伸長率>12%，優選的，屈服強度》45MRI，第 一材料的具體例子如碳鋼、低合金鋼或不銹鋼等，但不限于此，碳鋼可以為本領域技術 人員熟知的低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼等。[0028]按照本實用新型，制備所述攪拌葉片骨架部的第一材料的低合金鋼的典型成分 以重量百分比計包括 0.45%的C、0.17% 0.37%的Si、0.50% 0.80%的 Mn、0.80% 1.10%的Cr、《0.04%的S、《0.04%的P，余量為Fe ；本實用新型所述低 合金鋼不限于以上成分。對于所述低合金鋼的屈服強度，優選不小于345MPa，但不限于 此；對于所述低合金鋼的抗拉強度，優選不小于625MPa，但不限于此；對于所述低合 金鋼的伸長率，優選不小于18%，但不限于此。[0029]按照本實用新型，制備所述攪拌葉片骨架部的第一材料的具體例子也可以為碳 素鋼，典型成分以重量百分比計包括0.42% 0.55%的C、0.20 0.45%的Si、0.50 0.80%的Mn、動.04%的S、動.04%的P，余量為份；本實用新型所述碳素鑄鋼不限于以 上成分。對于所述碳素鋼的屈服強度，優選不小于310MPa，但不限于此；對于所述碳素 鋼的抗拉強度，優選不小于570MPa，但不限于此；對于所述碳素鋼的伸長率，優選不小 于15%，但不限于此。[0030]本實用新型所述的第一材料并不限于上述例子中所提到的低合金鋼或碳素鋼， 只要能夠滿足屈服強度335MRI，伸長率的要求均可以作為制備骨架部的第一材 料。[0031]按照本實用新型，所述混凝土攪拌復合葉片耐磨部的作用是保證混凝土攪拌 復合葉片的耐磨性能，制成耐磨部的第二材料優選為具有較好耐磨性的材料，其硬度 >50HRC,更優選260HRC，具體例子可以為合金鑄鐵、耐磨鑄鋼、工具鋼或高速鋼等， 但不限于此。[0032]按照本實用新型，制備所述混凝土攪拌復合葉片的耐磨部的第二材料的抗磨鑄 鐵的典型成分以重量百分比計包括2% 3%的C、<1.2%的&、的Mn、<0.06% 的 P、《0.06% 的 S、23%-30% 的 Cr、《3.0% 的 Mo、《2.0% 的 Cu、《2.5% 的 Ni，余量為 Fe；本實用新型所述抗磨鑄鐵不限于以上成分。對于所述抗磨鑄鐵的沖擊功優選湯J， 硬度優選258HRC，更優選260HRC。[0033]按照本實用新型，制備所述混凝土攪拌復合葉片的耐磨部的第二材料的高速鋼 的典型成分以重量百分比計包括0.97% 1.05%的C、0.2% 0.55%的Si、0.15% 0.4% 的 Mn、8.2% 9.2% 的 Mo、3.5 % 4.0 % 的 Cr、1.75 % 2.25 % 的 V、1.4% 2.1%的W、《0.03%的S、《0.03%的P，余量為Fe ；本實用新型所述高速鋼不限于以上成 分。對于所述高速鋼的硬度優選262HRC，更優選265HRC。[0034]本實用新型所述的第二材料并不限于上述例子中所提到的抗磨鑄鐵或高速鋼， 只要能夠滿足硬度250HRC的要求均可以作為制備耐磨部的第二材料。[0035]本實用新型提供的混凝土攪拌復合葉片的制備方法的一種實施方式包括[0036]a)提供混凝土攪拌復合葉片骨架部，所述混凝土攪拌復合葉片骨架部由第一材 料制成；[0037]b)將所述混凝土攪拌復合葉片骨架放置在鑄型內，澆注第二材料成形得到混凝5土攪拌復合葉片；所述第一材料的屈服強度335MRI，伸長率所述第二材料的硬 度 >50HRC。[0038]所述混凝土攪拌復合葉片骨架部的作用是作為混凝土攪拌復合葉片的結構部 件。如圖2所示，為本實用新型提供的復合葉片的一種實施方式的示意圖，在本實施方 式中，所述混凝土攪拌復合葉片骨架部包括多根交叉設置的支撐梁301a，在所述多根支 撐梁之間有間隔孔301b，間隔孔的形狀可以為圓形、三角形、扁圓形、四邊形或邊數大 于4的多邊形。[0039]按照本實用新型，根據本領域技術人員的理解，所述骨架部并不限于以上一種 形式，只有在骨架部上能夠有多個間隔孔即可，這樣澆注第二材料時，第二材料將骨架 部包裹在第二材料內，第二材料的一部分填充在所述間隔孔內，形成以第一材料為骨架 以第二材料為復合材料的一種復合攪拌葉片。本實用新型中，骨架部的表面與葉片的表 面之間的距離優選為3mm 10mm，更優選為4_，骨架部的表面與葉片的表面之間 的距離表示耐磨層的厚度，當耐磨層的厚度越大時，有利于提高復合攪拌葉片的磨損壽 命，但是耐磨層的厚度過大時，會整體降低復合攪拌葉片的使用性能。[0040]按照本實用新型，對于所述骨架部的成形方法，本實用新型并無特別限制，可 以使用本領域技術人員熟知的鑄造成形、鍛壓成形、沖壓成形的方法成形，或者使用多 根支撐梁焊接成形等一步成形的方式，或者先制造一個骨架部形狀的板材，然后在所述 板材上通過沖壓成形、鉆孔成形或車加工成形的方式加工出間隔孔。優選的，鑄造成形 得到骨架部，對于鑄造方法，可以使用本領域技術人員熟知的消失模鑄造、熔模鑄造、 砂模鑄造成形的方法。[0041]采用鑄造成形制備復合攪拌葉片時，先按照目標成分熔煉得到合金液，對于熔 煉方法，本實用新型并無特別限制，可以使用本領域技術人員熟知的中頻煉鋼爐進行熔 煉，然后澆注得到骨架部。鑄造混凝土攪拌復合葉片骨架部后，采用本領域技術人員熟 知的拋丸處理工藝進行表面處理。[0042]鑄造復合葉片時，可以使用本領域技術人員熟知的消失模鑄造方法、熔模鑄造 方法或砂型鑄造方法，對此本實用新型并無特別的限制。將骨架部拋丸處理后，可以將 骨架部先進行預熱，預熱溫度優選為500°C 800°C，更優選為600°C 700°C，經過預熱 處理后，骨架部膨脹，這樣在澆注第二材料及冷卻成形時，可以減少骨架部和耐磨部的 線性變化差異，從而減少開裂現象的發生。對于預熱方法，可以先對骨架部進行預熱然 后再放入砂型，也可以將骨架直接放在砂型中進行預熱，當在砂型中進行預熱時，可以 對骨架部進行良好的預熱和保溫，并且可以在理想的溫度下澆注第二材料，從而進一步 減少開裂現象。[0043]以砂型鑄造為例，說明鑄造復合葉片的方法，具體為先將攪拌葉片骨架部放 在復合攪拌葉片的砂型內，進行預熱，預熱方式可以為中頻感應預熱。[0044]熔煉耐磨部金屬時，對于耐磨部金屬的熔煉方法，本實用新型無特別限制，可 以采用中頻感應爐熔煉，熔煉后，將鋼水澆注在所述骨架表面形成復合的混凝土攪拌復 合葉片，然后對攪拌葉片進行熱處理，對于熱處理工藝，可以根據本領域技術人員的常 識，根據耐磨部的材質，將耐磨部表面的硬度處理到滿足使用要求即可。[0045]以下以具體實施例說明本實用新型的技術效果，但本實用新型保護范圍不受以下實施例的限制。[0046]實施例1[0047]制備混凝土攪拌復合葉片骨架部[0048]選用低合金鋼作為混凝土攪拌復合葉片骨架部材料，其成分以重量百分比計 為0.37% 的 C、0.；35% 的 Si、0.65% 的 Mn、0.9% 的 Cr、0.0；35% 的 S、0.036% 的 P，余 量為Fe。[0049]混凝土攪拌復合葉片骨架部采用熔模精密鑄造成形，按照如下工藝步驟[0050]制模采用石蠟-硬脂酸模料制造骨架部熔模；[0051]制殼面層涂料由水玻璃與石英粉按照1 1.05的重量比混合而成，面層撒砂 為40目 70目石英砂；加固層涂料由水玻璃石英粉粘土按照1 0.55 0.45的重 量比混合而成，加固層撒砂為20目 40目石英砂；型殼硬化采用氯化銨硬化工藝。[0052]合金熔煉與澆注按照所述低合金鋼成分熔煉合金，出鋼溫度為1580°C，澆注 溫度為1520°C。[0053]表面處理對澆注所得到混凝土攪拌復合葉片骨架部進行拋丸處理。[0054]制備混凝土攪拌復合葉片[0055]選用抗磨鑄鐵作為混凝土攪拌復合葉片的耐磨部材料，其成分以重量百分比計 為3.1% 的 C、1.2% 的 Si、1.9% 的 Mn、0.035% 的 S、0.036 的 P、2.2% 的 Mo、1.5% 的 Cu、2.1%的Ni，余量為份；[0056]使用中頻感應爐熔煉以上成分的抗磨鑄鐵合金，混凝土攪拌復合葉片按照如下 工序制備[0057]取拋丸處理后的混凝土攪拌復合葉片骨架部，預熱到650°C，放置在鑄型內，鑄 型為CO2水玻璃砂型；[0058]然后將熔煉合格的抗磨鑄鐵合金液澆注在所述葉片骨架部上得到混凝土攪拌復 合葉片；[0059]熱處理工藝為980°C X 3h正火處理。[0060]性能測試[0061]屈服強度為345MRI、抗拉強度為625MPa、伸長率為18%，表面硬度為 58HRC。本實用新型在保證混凝土攪拌復合葉片良好強韌性的條件下，使混凝土攪拌復 合葉片表面具有很好的硬度，因此可以提高其耐磨性能。[0062]實施例2[0063]制備混凝土攪拌復合葉片骨架部[0064]選用碳素鋼作為混凝土攪拌復合葉片骨架部材料，其成分以重量百分比計為 0.45% 的 C、0.6% 的 Si、0.9% 的 Mn、0.035% 的 S、0.036 的 P，余量為 Fe。[0065]混凝土攪拌復合葉片骨架部采用消失模鑄造成形，按照如下工藝步驟[0066]預發泡泡塑模材質為可發性聚苯乙烯，原始珠粒預發泡時的蒸汽壓力為 0.4MPa、溫度為 102°C、時間為 1.2min ；[0067]泡塑模成形成形時的蒸汽壓力為0.05MRI，時間為140s ；[0068]涂料在泡塑模表面涂覆水基鋁礬土涂料，涂層厚度為0.6mm，烘干溫度為 45 烘干時間為30h;[0069]造型石英砂原砂粒度為20目 40目；[0070]合金熔煉及澆注按照所述碳素鋼的成分熔煉合金，出鋼溫度為1590°C，澆注 溫度為1550°C，真空度為0.045MRI ；[0071]表面處理對澆注后得到混凝土攪拌復合葉片骨架部進行拋丸處理。[0072]制備混凝土攪拌復合葉片[0073]選用高速鋼作為混凝土攪拌復合葉片的耐磨部材料，其成分以重量百分比計 為0.98%的 C、0.30%的 Si、0.16%的 Mn、8.5%的 Mo、3.7%的 Cr、1.9%的 V、1.5% 的 W、0.025% 的 S、0.0 % 的 P，余量為 Fe。[0074]使用中頻感應爐熔煉以上成分的高速鋼合金。混凝土攪拌復合葉片按照如下工 序制備[0075]取拋丸處理后的混凝土攪拌復合葉片骨架部放置在鑄型內，采用中頻感應加熱 的方式，將骨架部預熱到680°C，鑄型為CO2水玻璃砂型；[0076]然后將熔煉合格的高速鋼合金液澆注在所述葉片骨架部上得到混凝土攪拌復合 葉片；[0077]熱處理工藝為淬火1190°C X2小時，回火560°C Xl小時。[0078]性能測試[0079]沖擊韌度為30.1J/cm2，屈服強度為310MRi、抗拉強度為570MPa、伸長率為 15%,表面硬度為64HRC。本實用新型在保證混凝土攪拌復合葉片良好強韌性的條件 下，使混凝土攪拌復合葉片表面具有很好的硬度，因此可以提高其耐磨性能。[0080]以上對本實用新型所提供的混凝土攪拌復合葉片及其制備方法進行了詳細介 紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的 說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的 普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干 改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
權利要求1.一種混凝土攪拌復合葉片，其特征在于，包括由第一材料制備的混凝土攪拌復合葉片骨架部、包裹在所述混凝土攪拌復合葉片骨 架部外的由第二材料制成混凝土攪拌復合葉片耐磨部；所述第一材料的屈服強度2235MRI，伸長率所述第二材料的硬度250HRC。
2.根據權利要求1所述的混凝土攪拌復合葉片，其特征在于，所述第一材料為碳鋼、 低合金鋼或不銹鋼。
3.根據權利要求2所述的混凝土攪拌復合葉片，其特征在于，所述第二材料為合金鑄 鐵、耐磨鑄鋼、工具鋼或高速鋼。
4.根據權利要求1至3任一項所述的混凝土攪拌復合葉片，其特征在于，所述骨架部 具有多個間隔孔，所述耐磨部的一部分填充在所述多個間隔孔內。
5.根據權利要求4所述的混凝土攪拌復合葉片，其特征在于，所述骨架部的表面與所 述混凝土攪拌復合葉片的表面之間的距離至少大于4mm。
專利摘要本實用新型提供一種混凝土攪拌復合葉片，包括由第一材料制備的混凝土攪拌復合葉片骨架部、包裹在所述混凝土攪拌復合葉片骨架部外的由第二材料制成混凝土攪拌復合葉片耐磨部；所述第一材料的屈服強度≥235MPa，伸長率≥12％；所述第二材料的硬度≥50HRC。本實用新型提供的復合葉片中，由強度高的第一材料制成骨架部，由耐磨性高的第二材料制成耐磨部，這樣可以在保證復合葉片具有較好強度的條件下，提高復合葉片的耐磨性能。
文檔編號B28C5/00GK201808139SQ20102056182
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者劉三勇, 朱文旭, 江強, 譚震 申請人:三一重工股份有限公司