[發明專利]一種復合截齒的制造方法及復合截齒

有效

• 申請號: 202010268510.2
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN111360232B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張黎科;單常清;康文杰
• 申請（專利權）人: 邵東智能制造技術研究院有限公司
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22D19/04;C21D9/00;C21D1/18;C21D1/26;E21C35/18;E21C35/183
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

本發明提供了一種復合截齒的制造方法，包括如下步驟：熔煉螺紋鋼和42CrMo兩種金屬材料的金屬液；向模具中澆注螺紋鋼金屬液，再冷卻使螺紋鋼凝固；向模具中澆注42CrMo金屬液，然后冷卻使兩種金屬完成復合；在復合后鑄件的凹槽中放置一塊銅片，再置入待焊接的合金頭，對整體加熱，使銅片充分融化，將合金頭與鑄件焊接一體；將焊接后的整體進行后續熱處理。本發明充分考慮了各種金屬的熱膨脹系數、凝固收縮率和線收縮率相近，且考慮了后續熱處理溫度對不同材料的影響，所制造截齒的綜合性能滿足掘進機、采煤機等機械設備的作業強度要求。

技術領域

本發明涉及合金鑄造成型技術領域，特別涉及一種復合截齒的制造方法及復合截齒。

背景技術

掘進機、采煤機等機械設備在作業時，需要在設備的工作部加裝截齒。截齒是采掘機械切割煤和巖石的重要部件，根據不同的使用工況，截齒分為煤截齒、掘進機截齒、旋挖機截齒等，根據截齒的不同形狀截齒又分為扁截齒、錐形截齒、徑向截齒、切向截齒等。截齒在作業時，其工作表面與巖石、礦石等堅硬物料直接接觸，將承受高的壓應力、剪切應力和沖擊負荷，磨損十分嚴重，是消耗量很大的零部件，其經常性的失效和需要更換導致挖掘、采礦等的作業效率和生產成本受到影響。

通常，截齒的工作表面與巖石、礦石等堅硬物料直接接觸，宜采用耐磨的材料。而耐磨材料一般硬度較高，隨之而來的是高的脆性，導致截齒在受到較大沖擊載荷時容易斷裂。另外，截齒是需要和機械設備的工作部連接安裝的，其根部、即安裝位置也需要進行機械加工，因此整體采用高脆性材料是難以實現的。總的來說，現有的單一材料難以同時兼顧高耐磨性和一定韌性的要求，因此制造的截齒也難以滿足生產實際需求，而通過多種材料復合制造的截齒則可以對截齒綜合性能進行改善。

發明內容

本發明的目的是為了通過多種材料復合的方式，使制造的截齒產品兼具高耐磨性和一定的韌性，滿足掘進機、采煤機等機械設備的作業強度要求。

為了達到上述目的，本發明提供了一種復合截齒的制造方法，包括如下步驟：

S1、熔煉螺紋鋼和42CrMo兩種金屬材料的金屬液；

S2、向模具中澆注螺紋鋼金屬液，再冷卻使螺紋鋼凝固；

S3、向模具中澆注42CrMo金屬液，然后冷卻使兩種金屬完成復合；

S4、在復合后鑄件的凹槽中放置一塊銅片，再置入待焊接的合金頭，對整體加熱，使銅片充分融化，將合金頭與鑄件焊接一體；

S5、將焊接后的整體進行后續熱處理。

其中，螺紋鋼的澆注溫度范圍為1400℃~1480℃，42CrMo的澆注溫度范圍為1500℃~1580℃。

其中，螺紋鋼和42CrMo的熔煉分別在中頻的感應爐內進行，同時金屬液在出爐時溫度高于對應的澆注溫度8~10℃，在完成螺紋鋼金屬液澆注3分鐘后再澆注42CrMo金屬液。

其中，S2完成后，將螺紋鋼鑄件的表面覆蓋硼砂添加劑，硼砂添加劑成分重量百分比為50wt.%硼砂+50wt.%石墨粉。

其中，S3完成后，將雙金屬鑄件的表面覆蓋硼砂添加劑，硼砂添加劑成分重量百分比為55wt.%硼砂+45wt.%石墨粉。

其中，S4中將整體經過高頻電阻爐加熱，加熱時間為3分鐘，加熱溫度為860°。

其中，S5具體包括：

退火處理，采取階梯加熱方式，以小于40℃/h的速度緩慢加熱到650℃，保溫2小時，確保鑄件的兩層溫度達到一致，避免溫度差導致內部出現微裂紋；進一步加熱至1100℃，隨爐緩慢冷卻至室溫；進行淬火處理，淬火加熱過程采用階梯加熱，加熱到980℃后保溫一段時間，將產品從熱處理爐中取出，然后空冷；進行高溫回火處理，回火溫度為550℃，消除淬火時產生的內應力。