[發(fā)明專利]一種鑿巖機(jī)釬尾熱處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210274337.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102776520A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晨;溫濤;李琦;任永謙;王亞虎;梁友乾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北礦冶研究院
• 主分類號(hào): C23F17/00
• 分類號(hào): C23F17/00;C23C8/30;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬工件熱處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鑿巖機(jī)釬尾熱處理工藝。

背景技術(shù)

鑿巖機(jī)釬尾工作時(shí)，其尾部端面直接承受鑿巖機(jī)活塞的沖擊接觸，將活塞運(yùn)動(dòng)的沖擊功從釬尾尾端傳遞到釬桿及釬頭，從而進(jìn)行鑿巖作業(yè)。同時(shí)，釬尾零件的花鍵處，在鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)套的帶動(dòng)下傳遞扭距，使整個(gè)釬具系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)。釬尾的內(nèi)孔，受快速流水的沖刷，以及礦山鑿巖的潮濕環(huán)境，釬尾是在有礦水腐蝕條件下工作的。因此釬尾的工作環(huán)境復(fù)雜，質(zhì)量要求高。目前用于礦山開(kāi)采、土方工程的鑿巖機(jī)釬尾在熱處理生產(chǎn)過(guò)程中大部分采用滲碳（滲層深度0.8-1.0mm）→淬火（820℃）→低溫回火（200℃）工藝，工藝簡(jiǎn)單，釬尾疲勞壽命低、耐磨性能差，從而造成釬尾在使用過(guò)程中，脆性破損頻繁，尾部端面損壞嚴(yán)重，疲勞壽命短，嚴(yán)重影響了使用效果。釬尾的平均壽命僅達(dá)到1000米/支。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種可顯著提高釬尾使用壽命的鑿巖機(jī)釬尾熱處理方法。

為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鑿巖機(jī)釬尾熱處理工藝，包括如下工藝步驟：

（1）碳氮共滲；

（2）高溫回火；

（3）一次高溫淬火；

（4）二次亞溫淬火；

（5）低溫回火；

（6）噴丸處理。

碳氮共滲步驟中，以氨氣為滲氮?jiǎng)?以煤油為滲碳劑。

高溫回火步驟中，回火溫度為700℃。

一次高溫淬火步驟中，淬火溫度為910℃-920℃。

二次亞溫淬火步驟中，淬火溫度為810℃-820℃。

低溫回火步驟中，回火溫度為200℃。

碳氮共滲具體過(guò)程如下：爐溫930℃時(shí)裝入工件，以3.3L/min的速率通入氨氣直至工件出爐；裝入工件后控制煤油滴量為65D/min，保溫8小時(shí)；然后降低煤油滴量至40D/min，保溫5小時(shí)；降低爐溫至780℃，控制煤油滴量為30D/min，保溫5小時(shí)；工件出爐冷卻。（文中“D/min”表示“滴/分鐘”，下同）

相比于單一滲碳，碳氮共滲的滲層表面具有更高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)氮降低了奧氏體形成溫度，可以在較低溫度下進(jìn)行共滲。另外碳氮共滲的滲速較快，縮短了工藝周期。具體地，采用930℃-780℃的分段碳氮共滲工藝，可在釬尾表面層形成硬而脆的碳氮化合物組織，共滲層深度達(dá)到2.0-2.4mm，面層含碳量0.8-1.0%，面層含氮量0.2-0.4%，表面硬度可達(dá)到62-64HRC；從而明顯提高了釬尾耐磨性與接觸疲勞強(qiáng)度。

碳氮共滲后，增加高溫回火工藝，700℃鹽浴爐內(nèi)保溫0.5小時(shí)，油冷，從而減少表面殘余奧氏體數(shù)量。一次淬火時(shí)提高淬火溫度，溫度為910℃-920℃，保溫10分鐘，油淬，獲得板條馬氏體組織。二次亞溫淬火時(shí)采用810℃-820℃，保溫10分鐘，油淬，進(jìn)一步細(xì)化晶粒。200℃低溫回火從而減少殘余應(yīng)力，采用噴丸處理使釬尾表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，這對(duì)抑制釬尾疲勞裂紋的產(chǎn)生有重要意義。

綜上，本發(fā)明的有益效果在于：明顯提高釬尾的疲勞壽命、耐磨性能、表面硬度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，從而避免了釬尾在使用過(guò)程中脆性破損頻繁、尾部端面損壞嚴(yán)重，疲勞壽命短的缺陷；采用本發(fā)明工藝處理的釬尾的平均壽命達(dá)到2900米/支；適用范圍廣，可適用于各種規(guī)格型號(hào)釬尾的熱處理。

具體實(shí)施方式

????一種鑿巖機(jī)釬尾熱處理工藝，包括如下工藝步驟：

（1）碳氮共滲：以氨氣為滲氮?jiǎng)悦河蜑闈B碳劑；爐溫930℃時(shí)裝入工件，以3.3L/min的速率通入氨氣直至工件出爐；裝入工件后控制煤油滴量為65D/min，保溫8小時(shí)，然后降低煤油滴量至40D/min，保溫5小時(shí)，此階段為強(qiáng)滲階段；降低爐溫至780℃，控制煤油滴量為30D/min，保溫5小時(shí)，此階段為擴(kuò)散階段；工件出爐冷卻。

（2）高溫回火：在700℃下將工件于鹽浴爐內(nèi)保溫0.5小時(shí)，油冷，從而減少表面殘余奧氏體數(shù)量；

（3）一次高溫淬火；淬火溫度為910℃-920℃，淬火時(shí)間10分鐘，油淬，獲得板條馬氏體組織。

（4）二次亞溫淬火：淬火溫度為810℃-820℃，淬火時(shí)間10分鐘，油淬，進(jìn)一步細(xì)化晶粒。

（5）低溫回火；回火溫度200℃，減小工件淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；

（6）噴丸處理，在釬尾表層產(chǎn)生一殘余壓應(yīng)力層。

???經(jīng)測(cè)定，采用上述工藝方法處理得到的釬尾具有如下技術(shù)指標(biāo)：碳氮共滲層深度為2.3mm，面層含碳量0.9%，面層含氮量0.?4%，表面硬度為623HRC；使用壽命達(dá)到3000米/支。