本發明涉及工礦模具及盾構刀具技術領域,尤其涉及一種工礦刀具材料的復合熱處理工藝。
背景技術:
日常工程工具制造過程中使用大量的金屬模具,如鍛模,沖磨,擠壓模等各種冷熱模具鋼,在對模具材料正常處理后,包括下料+鍛打+退火+前期機械加工+熱處理+材料精加工后交貨常規使用,從目前來看,每年的模具消耗量巨大,不僅僅是材料本身,相關企業同時投入的人力,物力,財力也相當大。
工礦模具及刀具被廣泛應用于地鐵、鐵路、水電等重大工程的建設中。其中盾構機在全斷面硬巖施工或者上軟下硬復合地層施工時,多采用盤形滾刀和各類刮刀齒刀,工作時各種刀具在盾構機推力下壓入巖體使巖石破碎。盤形滾刀作為破巖工具,不僅承受很大的徑向破巖力,同時又受到巖石硬礦物相的劇烈磨損。滾刀部件的外部質量直接影響盾構機的掘進速度,同時刮刀齒刀一樣摩擦掘進,是隧道掘進最大的消耗件之一。可以運用本工藝提高掘進效率。
各種工礦配件及金屬模具已大量運用到機械制造中,需要增產節約,運用本工藝效果顯著。目前刀圈常采用的材料為4Cr5MoSiV1、40CrNiMo、H13,但這些刀圈在硬巖和上軟下硬巖層掘進中,存在耐磨性差或者容易斷裂的問題。掘進硬巖和上軟下硬巖層要求刀圈具備較好的韌性,以抵抗巖石的沖擊,并盡可能提高材料本身的硬度,延長使用壽命。對于一般條件下制備的金屬材料而言,硬度和韌性是一對矛盾,硬度提高勢必降低材料的韌性,如刀圈整體硬度達到HRC59以上時,在掘進硬巖時刀圈會產生整體斷裂、崩裂現象,而硬度低于HRC55,則刀圈不耐磨。
滾刀刀圈所選用的材料大部分為H13,H13(4Cr5MoSiV1)的組成如下(wt%):0.32~0.45wt%的C、0.80~1.20wt%的Si、0.20~0.50wt%的Mn、≤0.030wt%的P、≤0.030wt%的S、4.75~5.50wt%的Cr、1.10~1.75wt%的Mo、0.80~1.20wt%的V,余量為鐵和不可避免的雜質。然后,采用H13制作的滾刀刀圈的使用壽命相對較短,掘進2-3米就要更換。頻繁更換滾刀刀圈,導致挖掘成本增加,挖掘進度延緩,嚴重影響工程進度。因此,目前迫切需要一種新的用于滾刀刀圈的材料,以延長刀圈的使用壽命。
中國發明專利,公開號:103484608A,公開日:2014年1月1日,該發明提供一種盾構刀具用鋼的淬火方法,步驟如下:將工件擺放在加熱設備中,入爐溫度為≤100℃,以每分鐘 ≤3℃的升溫速度升溫至1050-1100℃,恒溫1-5小時后放入油中冷卻。應用本發明的方法制備的盾構刀具用鋼5Cr5MoSiV1在具有較高強度和硬度的同時,還具有相當高的塑性和韌性,可有效提高刀具的使用壽命。其不足之處是,
技術實現要素:
1.發明要解決的技術問題
針對現有技術的工礦配件和刀具模具耐磨性差硬度差的問題,本發明提供了一種工礦刀具材料的復合熱處理工藝。它可以提高工礦配件和刀具的表面硬度和增強刀具模具及配件的使用效率,做到增產節約的效果。
2.技術方案
為解決上述問題,本發明提供的技術方案為:
一種工礦刀具材料的復合熱處理工藝,包括以下步驟:
A、對工礦刀具進行第一階段鹽浴升溫650℃,保溫3小時;
B、第二階段升溫至950℃;可選擇適當保溫時間;
C、模具熱處理后的精加工完成時,清洗除油凈化;
D、模具按具體要求入浴,控制溫度和保溫時間,可以達到一定的耐磨硬化層。
優選地,部件表面熔鹽TiC涂覆。
優選地,步驟A中采用不銹鋼坩堝。
優選地,步驟A中鹽浴材料為海綿鈦+BaCl+KCl+TiF。
3.有益效果
采用本發明提供的技術方案,與現有技術相比,具有如下有益效果:
(1)本發明的一種工礦刀具材料的復合熱處理工藝,節省材料,減少人力物力投入成本;
(2)本發明的一種工礦刀具材料的復合熱處理工藝,提高表面硬度,增強耐磨性。
具體實施方式
為進一步了解本發明的內容,結合實施例對本發明作詳細描述。
實施例1
在日常工程工具制造過程中使用大量的金屬模具,如鍛模,沖磨,擠壓模等各種冷熱模具鋼,在對模具材料正常處理后,包括下料+鍛打+退火+前期機械加工+熱處理+材料精加工后交貨常規使用,從目前來看,每年的模具消耗量巨大,不僅僅是材料本身,相關企業同時投入的人力,物力,財力也相當大。
發明人在長期機械制造過程中,探索了一套對模具材料進行復合處理的一整套方案,現提供一套關于模具材料的復合處理過程。
覆化前處理:按具體制造工藝視定處理。
工藝名稱:表面熔鹽TiC涂覆;
工藝準備:不銹鋼坩堝;
鹽浴材料:海綿鈦+BaCl+KCl+TiF;
氣氛:保持氣條件;
溫度:第一階段鹽浴升溫650℃,保溫3小時;第二階段升溫950℃,根據模具或刀具及配件的技術要求確定相應的保溫時間。
模具按具體要求入浴,控制溫度和保溫時間,可以達到一定的耐磨硬化層。
特點:硬度高3600HV,摩擦系數低,抗震性能和耐磨性能俱佳,可以提高模具使用壽命5倍多。
實施例2
一種工礦刀具材料的復合熱處理工藝,包括以下步驟:
A、對工礦刀具部件表面熔鹽TiC涂覆,采用不銹鋼坩堝進行第一階段鹽浴升溫650℃,保溫3小時,鹽浴材料為海綿鈦+BaCl+KCl+TiF;
B、第二階段升溫至950℃;可選擇適當保溫時間;
C、模具熱處理后的精加工完成時,清洗除油凈化;
D、模具按具體要求入浴,控制溫度和保溫時間,可以達到一定的耐磨硬化層。
以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述,該描述沒有限制性,附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一,實際的結構并不局限于此。所以,如果本領域的普通技術人員受其啟示,在不脫離本發明創造宗旨的情況下,不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例,均應屬于本發明的保護范圍。