大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，主要包，模型準(zhǔn)備、造型、涂料烘烤、合箱、熔煉、澆注、開箱、氣割、清砂、正火、碳刨、拋丸、打磨、無(wú)損檢測(cè)。本發(fā)明的主要用途是為了提供一種簡(jiǎn)單方便，成本低廉，能夠增強(qiáng)大型工程機(jī)械高合金鋼履帶板的使用性能，增強(qiáng)表面耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命，從而降低維護(hù)成本的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法。
【專利說(shuō)明】大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及履帶板的鑄造方法，特別是涉及一種大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶 板的鑄造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工程機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，大型工程機(jī)械高合金鋼履帶板的需 求量大幅度增長(zhǎng)，對(duì)其技術(shù)和質(zhì)量要求不斷提高。履帶板屬于工程機(jī)械底盤件之一，用于挖 掘機(jī)、推土機(jī)等，是制造承受沖擊、高載荷的重要零件，其使用條件惡劣，屬易損件，對(duì)產(chǎn)品 的材質(zhì)、耐磨性能、承壓性能要求苛刻。
[0003] 目前市場(chǎng)上的履帶板，采用的是實(shí)心設(shè)計(jì)，材質(zhì)和制造工藝也各不相同，單片履帶 板重量高達(dá)800公斤甚至超過(guò)1噸重，而一條履帶基本由80至100片單片履帶板組合而成， 履帶的高重量對(duì)整套機(jī)械嚴(yán)重增加負(fù)荷。由于材質(zhì)需采用高合金鋼，行業(yè)內(nèi)所生產(chǎn)的該產(chǎn) 品存在焊接性能差的特點(diǎn)。同時(shí)該履帶主要應(yīng)用于礦山機(jī)械，表面磨損嚴(yán)重，履帶壽命短， 維護(hù)成本高昂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種簡(jiǎn)單方便，成本低廉，能夠增強(qiáng) 大型工程機(jī)械高合金鋼履帶板的使用性能，增強(qiáng)表面耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命，從而降低維護(hù) 成本的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明的一種大型工程機(jī)械高 合金鋼履帶板的調(diào)質(zhì)處理工藝，其中大型工程機(jī)械高合金鋼履帶板的材質(zhì)成分（％) :c: 0. 28 ?0. 34;Si:0. 30 ?0. 60;Mn:1.30 ?1.55;S:彡0. 015;P:彡0. 015;Cr:0. 40 ? 0.50;Mo:0.3 ?0.35 ;Ni:彡0.2;Cu:彡0.3;Al:0.03 ?0.06 ;V:彡0.02C:0.28 ? 0.34;Si:0.30?0.60;Mn:L30?L55;S:<0.015;P:<0.015;Cr:0.40?0.50; 1〇:0.3?0.35;附：彡0.2;〇1:彡0.3;六1:0.03?0.06;￥:彡0.02，主要包括以下步 驟： (I)模型準(zhǔn)備：在造型和制芯前需確認(rèn)模具合格并做好標(biāo)識(shí)。
[0006] (II)造型：通過(guò)堿酚醛樹脂砂工藝造型，造型結(jié)束后將砂型和模具分開起模。
[0007] (III)涂料烘烤：涂料烘烤離砂型起模時(shí)間間隔不得小于2小時(shí)，上涂料前進(jìn)行烘 烤，試溫加熱烘烤時(shí)先采用緩慢均勻加熱，加熱至砂型表面有水汽溢出時(shí)再改為大火烘烤， 砂型表面溫度控制在150?180°C直至水汽跑完為止，其中烘烤至少分為2次進(jìn)行，每次烘 烤間隔半個(gè)小時(shí)，在砂型溫度降至手感不燙時(shí)開始刷涂料，其中刷涂料至少為2遍，每遍刷 完均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做標(biāo)記。其中，在雨季和潮濕天氣采用多次烘烤以 保證涂料更優(yōu)的效果。
[0008] (IV)合箱：型芯檢驗(yàn)合格后方可合箱，砂型手感不燙時(shí)下芯、合箱，合箱后蓋住澆 口和出氣孔，合箱結(jié)束后，將澆口杯位置插入熱風(fēng)機(jī)接口，通過(guò)熱風(fēng)機(jī)烘烤型腔1?1. 5小 時(shí)，當(dāng)型腔溫度達(dá)到60?150°C開始澆注。
[0009] (V)熔煉、澆注：在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在690?710°C連續(xù)烘烤 保溫4小時(shí)以上，將所有輔料其中除渣劑除外在250?300°C連續(xù)烘烤并保溫3小時(shí)以上， 鋼包經(jīng)950°C連續(xù)高溫烘烤50分鐘以上，直至鋼水出爐，在熔煉前，于中頻爐爐底按2. 2% 加入CaO,以便有效達(dá)到再起成渣效果，降低S、P含量，同時(shí)，爐料全部熔清后，全部除掉氧 化渣，并采取多次重復(fù)造渣工藝降低S、P含量，為保證有害元素控制效果，將有害元素S、P 成分進(jìn)行控制，其中S的含量< 0. 015%，P的含量為< 0. 015%，通過(guò)金屬元素的配比，其中 Si的含量為0. 35?0. 45%，A1的含量為0. 02?0. 04%，在熔煉、澆注時(shí)出鋼溫度控制在 1630?1640°C，鎮(zhèn)靜時(shí)間不小于5分鐘，澆注溫度控制在1570?1580°C。其中，Si和A1 元素均為鐵素體形成元素，顯著提高鋼中鉻當(dāng)量，形成高溫鐵素體，但是Si和A1元素作為 冶煉生產(chǎn)中高效的脫氧劑元素，對(duì)控制鋼水中的脫氧程度具有重要作用，同時(shí)要求控制Si、 A1元素，極大地增加了鋼水脫氧難度，提高了鑄件中產(chǎn)生氧化夾雜和氣孔缺陷的傾向。
[0010] (VI)開箱、氣割：因高合金鋼裂紋傾向大，采用高溫開箱工藝，鑄件在澆注保溫 3. 5小時(shí)后松箱，根據(jù)紅外線測(cè)溫儀所測(cè)冒口溫度來(lái)確認(rèn)開箱時(shí)間，開箱溫度控制在500? 550°C左右，開箱后鑄件立即清除冒口、澆注系統(tǒng)上的砂，并用三層石棉布保溫，氣割冒口， 保證氣割時(shí)鑄件溫度在300°C以上。
[0011] (VII)清砂、正火：待鑄件冷卻至室溫進(jìn)行清砂，清砂后送入熱處理爐，裝爐溫度 彡200°C，升溫速度彡120°C/h，在900?9200°C保溫8小時(shí)后空冷。
[0012] (VIII)碳刨：鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在440?460°C，再進(jìn)行冒 口、燒注系統(tǒng)的氣割與碳刨工序，并且保證鑄件氣割碳刨時(shí)溫度不低于300°C，若溫度低于 300°C仍未碳刨完，需要重新加熱至450°C再碳刨。
[0013] (IX)拋丸、打磨：鑄件經(jīng)碳刨后拋丸處理，并打磨平整。
[0014] (X)無(wú)損檢測(cè)：鑄件打磨平整后進(jìn)行熒光磁粉、超聲波等無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)鑄件有無(wú) 裂紋產(chǎn)生。如若檢測(cè)不合格進(jìn)行焊補(bǔ)處理。
[0015] 作為優(yōu)選，所述涂料烘烤時(shí)砂型表面溫度控制在160?170°C。
[0016] 作為優(yōu)選，所述涂料烘烤時(shí)砂型表面溫度控制在165°C。
[0017] 作為優(yōu)選，所述鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在445?455°C。
[0018] 作為優(yōu)選，所述鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在450°C。
[0019] 作為優(yōu)選，所述在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在695?705°C連續(xù)烘烤。
[0020] 作為優(yōu)選，所述在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在700°C連續(xù)烘烤。
[0021] 因此，本發(fā)明具有如下有益效果：簡(jiǎn)單方便，成本低廉，能夠增強(qiáng)大型工程機(jī)械高 合金鋼履帶板的使用性能，增強(qiáng)表面耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命，從而降低維護(hù)成本。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0023] 實(shí)施例1 :一種大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，包括以下步驟： 步驟1:模型準(zhǔn)備，在造型和制芯前需確認(rèn)模具合格并做好標(biāo)識(shí)。
[0024] 步驟2 :造型，通過(guò)堿酚醛樹脂砂工藝造型，造型結(jié)束后將砂型和模具分開起模。
[0025]步驟3:涂料烘烤，涂料烘烤離砂型起模時(shí)間間隔不得小于2小時(shí)，上涂料前進(jìn)行 烘烤，試溫加熱烘烤時(shí)先采用緩慢均勻加熱，加熱至砂型表面有水汽溢出時(shí)再改為大火烘 烤，砂型表面溫度控制在150°C直至水汽跑完為止，其中烘烤至少分為2次進(jìn)行，每次烘烤 間隔半個(gè)小時(shí)，在砂型溫度降至手感不燙時(shí)開始刷涂料，其中刷涂料至少為2遍，每遍刷完 均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做標(biāo)記。
[0026] 步驟4 :合箱，型芯檢驗(yàn)合格后方可合箱，砂型手感不燙時(shí)下芯、合箱，合箱后蓋住 澆口和出氣孔，合箱結(jié)束后，將澆口杯位置插入熱風(fēng)機(jī)接口，通過(guò)熱風(fēng)機(jī)烘烤型腔1小時(shí)， 當(dāng)型腔溫度達(dá)到60°C開始澆注。
[0027] 步驟5 :熔煉、澆注，在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在690°C連續(xù)烘烤保 溫4小時(shí)以上，將所有輔料其中除渣劑除外在250°C連續(xù)烘烤并保溫3小時(shí)以上，鋼包經(jīng) 950°C連續(xù)高溫烘烤50分鐘以上，直至鋼水出爐，在熔煉前，于中頻爐爐底按2. 2%加入CaO， 以便有效達(dá)到再起成渣效果，降低S、P含量，同時(shí)，爐料全部熔清后，全部除掉氧化渣，并采 取多次重復(fù)造渣工藝降低S、P含量，為保證有害元素控制效果，將有害元素S、P成分進(jìn)行控 制，其中S的含量彡0. 015%，P的含量為彡0. 015%，通過(guò)金屬元素的配比，其中Si的含量為 0. 35?0. 45%，A1的含量為0. 02?0. 04%，在熔煉、澆注時(shí)出鋼溫度控制在1630°C，鎮(zhèn)靜 時(shí)間不小于5分鐘，澆注溫度控制在1570°C。
[0028] 步驟6:開箱、氣割，因高合金鋼裂紋傾向大，采用高溫開箱工藝，鑄件在澆注保溫 3. 5小時(shí)后松箱，根據(jù)紅外線測(cè)溫儀所測(cè)冒口溫度來(lái)確認(rèn)開箱時(shí)間，開箱溫度控制在500°C 左右，開箱后鑄件立即清除冒口、澆注系統(tǒng)上的砂，并用三層石棉布保溫，氣割冒口，保證氣 割時(shí)鑄件溫度在300°C以上。
[0029] 步驟7:清砂、正火，待鑄件冷卻至室溫進(jìn)行清砂，清砂后送入熱處理爐，裝爐溫度 彡200°C，升溫速度彡120°C/h，在900°C保溫8小時(shí)后空冷。
[0030] 步驟8:碳刨，鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在440°C，再進(jìn)行冒口、澆 注系統(tǒng)的氣割與碳刨工序，并且保證鑄件氣割碳刨時(shí)溫度不低于300°C，若溫度低于300°C 仍未碳刨完，需要重新加熱至450°C再碳刨。
[0031] 步驟9:拋丸、打磨，鑄件經(jīng)碳刨后拋丸處理，并打磨平整。
[0032] 步驟10:無(wú)損檢測(cè)，鑄件打磨平整后進(jìn)行熒光磁粉、超聲波等無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)鑄件 有無(wú)裂紋產(chǎn)生。如若檢測(cè)不合格進(jìn)行焊補(bǔ)處理。
[0033] 經(jīng)上述工藝后的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的性能為：

【權(quán)利要求】
1. 一種大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于，主要包括以下步 驟： (I) 模型準(zhǔn)備：在造型和制芯前需確認(rèn)模具合格并做好標(biāo)識(shí)； (II) 造型：通過(guò)堿酚醛樹脂砂工藝造型，造型結(jié)束后將砂型和模具分開起模； (III) 涂料烘烤：涂料烘烤離砂型起模時(shí)間間隔不得小于2小時(shí)，上涂料前進(jìn)行烘烤， 試溫加熱烘烤時(shí)先采用緩慢均勻加熱，加熱至砂型表面有水汽溢出時(shí)再改為大火烘烤，砂 型表面溫度控制在150?180°C直至水汽跑完為止，其中烘烤至少分為2次進(jìn)行，每次烘烤 間隔半個(gè)小時(shí)，在砂型溫度降至手感不燙時(shí)開始刷涂料，其中刷涂料至少為2遍，每遍刷完 均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做標(biāo)記； (IV) 合箱：型芯檢驗(yàn)合格后方可合箱，砂型手感不燙時(shí)下芯、合箱，合箱后蓋住澆口和 出氣孔，合箱結(jié)束后，將澆口杯位置插入熱風(fēng)機(jī)接口，通過(guò)熱風(fēng)機(jī)烘烤型腔1?1. 5小時(shí)，當(dāng) 型腔溫度達(dá)到60?150°C開始澆注； (V) 熔煉、澆注：在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在690?7KTC連續(xù)烘烤保 溫4小時(shí)以上，將所有輔料其中除渣劑除外在250?300°C連續(xù)烘烤并保溫3小時(shí)以上，鋼 包經(jīng)950°C連續(xù)高溫烘烤50分鐘以上，直至鋼水出爐，在熔煉前，于中頻爐爐底按2. 2%加 入CaO,以便有效達(dá)到再起成渣效果，降低S、P含量，同時(shí)，爐料全部熔清后，全部除掉氧 化渣，并采取多次重復(fù)造渣工藝降低S、P含量，為保證有害元素控制效果，將有害元素S、P 成分進(jìn)行控制，S的含量< 0. 015%，P的含量為< 0. 015%，通過(guò)金屬元素的配比，Si的含 量為0.35?0.45%，A1的含量為0.02?0.04%，在熔煉、澆注時(shí)出鋼溫度控制在1630? 1640°C，鎮(zhèn)靜時(shí)間不小于5分鐘，澆注溫度控制在1570?1580°C ; (VI) 開箱、氣割：因高合金鋼裂紋傾向大，采用高溫開箱工藝，鑄件在澆注保溫3. 5 小時(shí)后松箱，根據(jù)紅外線測(cè)溫儀所測(cè)冒口溫度來(lái)確認(rèn)開箱時(shí)間，開箱溫度控制在500? 550°C左右，開箱后鑄件立即清除冒口、澆注系統(tǒng)上的砂，并用三層石棉布保溫，氣割冒口， 保證氣割時(shí)鑄件溫度在300°C以上； (VII) 清砂、正火：待鑄件冷卻至室溫進(jìn)行清砂，清砂后送入熱處理爐，裝爐溫度 彡200°C，升溫速度彡120°C /h，在900?9200°C保溫8小時(shí)后空冷； (VIII) 碳刨：鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在440?460°C，再進(jìn)行冒 口、燒注系統(tǒng)的氣割與碳刨工序，并且保證鑄件氣割碳刨時(shí)溫度不低于300°C，若溫度低于 300°C仍未碳刨完，需要重新加熱至450°C再碳刨； (IX) 拋丸、打磨：鑄件經(jīng)碳刨后拋丸處理，并打磨平整； (X) 無(wú)損檢測(cè)：鑄件打磨平整后進(jìn)行熒光磁粉、超聲波等無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)鑄件有無(wú)裂紋 產(chǎn)生。
2. 根據(jù)權(quán)利要1所述的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于， 所述涂料烘烤時(shí)砂型表面溫度控制在160?170°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要2所述的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于， 所述涂料烘烤時(shí)砂型表面溫度控制在165°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要1所述的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于， 所述鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在445?455°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要4所述的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于， 所述鑄件正火熱處理后，通過(guò)五層石棉布保溫在450°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要1所述的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于， 所述在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在695?705 °C連續(xù)烘烤。
7. 根據(jù)權(quán)利要6所述的大型礦山機(jī)械專用高合金鋼履帶板的鑄造方法，其特征在于， 所述在熔煉前將所有原材料進(jìn)行脫氫處理并在700°C連續(xù)烘烤。
【文檔編號(hào)】C22C38/24GK104368752SQ201410580250
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】謝小兵 申請(qǐng)人:中核蘇閥橫店機(jī)械有限公司