專利名稱：石料分級用篩板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石料分級用的篩板及其制造方法。
篩板篩分石料時的工況十分惡劣，振動頻率很高，既要求篩板硬度高、耐磨性好，又要求篩板有很好的韌性。
背景技術：
中，考慮到眾多篩孔用鉆床加工的方便，采用硬度較低的低合金鋼板作基板，這種篩板的致命弱點是耐磨性差，在石料分篩的過程中。篩孔的孔徑很快被石料磨損而變大，而且各篩孔的磨損度不一，造成篩孔孔徑大小不同，直接影響石料的分級質量，因此上述篩板正常使用壽命只有1個月左右，即需更換。石料篩分機更換篩板的頻率過高，不僅增加了石料的生產(chǎn)成本，而且廢棄的大量篩板也成為一種負擔。用鉆床加工占基板面積一半左右的篩孔，不僅工作量大、速度慢，而且使1/2左右的鋼板變成了金屬碎屑，鋼板的實際利用率只有一半左右。據(jù)統(tǒng)計，全國僅此一項，每年低合金鋼板的損耗量即達數(shù)萬噸之巨。如果通過熱加工提高上述篩板的硬度和耐磨性，則在提高篩板硬度的同時也增加了脆性，使篩板容易產(chǎn)生裂縫由于篩板面積大、厚度薄、篩孔多，熱處理后的篩板又很容易變形，對變硬、變脆、變形的篩板進行校正十分困難，不可能形成批量生產(chǎn)，而未經(jīng)校正的篩板又不能用于石料的分級生產(chǎn)。如果使用硬度高、耐磨性好的鋼材作基板，則用鉆床鉆取篩孔就十分困難，同樣無實施的可能性。人們還普遍認為，用鑄造方法鑄造面積大、厚度薄、篩孔多的篩板可能性不大，因為在上述條件下，鋼水在型腔內的流動性極差，鑄件的合格品率極低，不可能形成批量生產(chǎn)。因此，人們一直未能生產(chǎn)出一種硬度高、耐磨性好、韌性強的篩板以及找到可以制造出這種篩板的方法。
本發(fā)明的目的就是要提供一種硬度高、耐磨性好、韌性強的石料分級用篩板及其制造方法。
本發(fā)明的任務是以如下方式完成的。
一種石料分級用篩板，包括帶若干篩孔的基板，其特點在于所述基板的材質為高錳鋼。
本發(fā)明石料分級用篩板高錳鋼材質的組分和重量百分比含量范圍可以為鐵 83.4-87.5％錳 11-14％碳 1.1-1.4％硅 0.4-1.2％各組分重量百分比總和為100％。
一種制造本發(fā)明高錳鋼篩板的方法，其特點在于在型箱的下箱中置入型砂，用模具在所述下箱的型砂上印塑出符合所述篩板規(guī)格的型腔，符合各篩孔位置和統(tǒng)一大小的圓柱形芯孔，在所述各芯孔中分別置入用石英砂加油料拌和、塑制、烘干后制成與所述芯孔相匹配的圓柱形泥芯，所述各泥芯置入芯孔后高出下箱型砂面的高度一致并略大于篩板的設計厚度，合上上箱后，由型箱直澆口向型腔內注入溫度為1350-1600℃的高錳鋼鋼水，自然冷卻后，由型腔中取出鑄件并打磨掉毛刺，置入加熱爐中作熱處理以每小時升溫50℃的幅度，連續(xù)升溫至650℃，保溫1-2小時，然后再升溫至950-1100℃，保溫1-2小時，出爐后的鑄件立即用強吹風加噴水霧快速冷卻，冷卻后的鑄件用滾壓設備壓平，即得本發(fā)明石料分級用的篩板。
制造本發(fā)明高錳鋼篩板的方法，其型砂可以為一般型砂中摻和重量百分比為5％的陶土，干拌均勻后加重量百分比為5-7％的水混合碾勻制成。
制造本發(fā)明高錳鋼篩板的方法，其圓柱形泥芯與芯孔結合的部位可以做成錐臺形，所述泥芯可以用合脂油砂為原材料用模具成型，脫模后的泥芯在烘箱中200-240℃的溫度條件下，保溫2-3小時固化。
制造本發(fā)明高錳鋼篩板的方法，其帶孔隙或裂縫的高錳鋼篩板可以用同材質的電焊條作電焊修補。
本發(fā)明石料分級用篩板及其制造方法，由于篩板采用高錳鋼水鑄造，而鑄態(tài)高錳鋼由奧氏體和晶界上大量的碳化物所組成，由型腔中取出的鑄件經(jīng)高溫熱處理和強吹風加噴水霧快速冷卻的淬火工序后，晶界上的碳化物全部固溶在奧氏體內，從而獲得單一的奧氏體組織。奧氏體本身的特點是柔軟、韌性好，且具備表面加工硬化速度快的特點，鑄件一旦受到外界的沖擊和擠壓，其表層便迅速形成馬氏體組織，而馬氏體組織則具有硬度高、耐磨性好的特性。因此，由高錳鋼水鑄造出的篩板鑄件經(jīng)熱處理淬火后，具有很好的韌性，盡管面積大、厚度薄、篩孔多的鑄件熱處理后會產(chǎn)生變形，但可以方便地用滾壓設備對鑄件進行壓平校正，從而得到平整度好的篩板產(chǎn)品。本發(fā)明篩板產(chǎn)品在振動頻率高、石料沖擊、擠壓頻繁的惡劣工況條件下工作時，不僅有抗石料沖擊的良好韌性，而且其表層(約1-3mm厚)的硬度和耐磨性還得以迅速提高。經(jīng)試驗，本發(fā)明產(chǎn)品篩板的正常使用壽命達到4-5個月，具有極強的耐磨性。本發(fā)明篩板的制造方法由于高澆注溫度和材質配比的特性使高錳鋼水具有很好的流動性，而型腔內泥芯中的油分在高溫下?lián)]發(fā)形成溫度保護層，可使高錳鋼水得以較長時間維持高溫，使鋼水能迅速充滿整個型腔，從而得到合格產(chǎn)品。經(jīng)試驗，用本發(fā)明方法鑄造高錳鋼篩板的合格率達到95％以上，符合鑄件合格品率必需大子80％時才具備批量生產(chǎn)的條件。此外本發(fā)明產(chǎn)品還可以采用同材質的焊條進行電焊修補，使產(chǎn)品的合格率進一步提高到98％以上。與已知技術相比，本發(fā)明產(chǎn)品篩板的工作壽命延長了4倍左右。采用本發(fā)明篩板后，石料廠停機更換篩板的次數(shù)大大減少，不僅減少了維修工作量，保證了石料的篩分質量，降低了成本，而且每年報廢的篩板數(shù)量減少了75％，更換下來的篩板還可以作為原料重新回爐生產(chǎn)新的篩板，使廢物的污染減少到最低限度，具有很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。用本發(fā)明方法制造鑄態(tài)高錳鋼篩板不單工藝簡單、生產(chǎn)速度快，而最大的優(yōu)點還在于是無屑成型，節(jié)約了大量的金屬材料和能源。用本發(fā)明的方法鑄造篩板還可以適當增加篩孔數(shù)，可相應提高每塊篩板的篩分能力。本發(fā)明制造鑄態(tài)高錳鋼篩板的成功實施，克服了普遍認為難以用鑄造方法制造面積大、厚度薄、篩孔多的篩板的技術偏見，解決了技術難題，取得了預料不到的技術效果。
以下將結合附圖對本發(fā)明石料分級用篩板及其制造方法作進一步詳細描述。


圖1是本發(fā)明篩板的立體構造示意圖；圖2是去掉部分上箱后的型箱立體構造示意圖；圖3是泥芯的立體構造示意圖；圖4是圖2型箱各芯孔中分別嵌入泥芯后的立體構造示意圖。
參閱圖1-圖4，本發(fā)明篩板包括帶若干篩孔1的基板2，所述篩板的尺寸一般為850×950×8(單位mm)。篩孔1的直徑為φ13(mm)時，篩孔數(shù)為450目；篩孔直徑為φ25(mm)時，篩孔數(shù)為347目；篩孔直徑為φ38(mm)時，篩孔數(shù)為247目。泥芯5的原料采用石英砂加合脂油，拌和均勻后在模具中成型，制成統(tǒng)一規(guī)格的圓柱形泥芯坯，所述泥芯坯置入烘箱中，在200-240℃的溫度條件下烘干2-3小時，固化后即得泥芯5。所述泥芯與芯孔4的結合部位最好做成錐臺形，利用其表面的錐度可使泥芯5與芯孔4結合穩(wěn)固，有利于提高篩孔的成型質量和減少篩板的廢品率。下箱3中的型砂采用一般型砂中摻和5％的陶土，干拌均勻后再加5-7％的水濕拌碾勻制成，這種型砂有利于提高篩板鑄件的成品率。下箱3中的型砂經(jīng)金屬模具造型后，形成篩板型腔；在下箱的型砂中形成與設計篩孔目數(shù)、直徑、位置相一致的若干圓柱形芯孔4，在所述各芯孔中分別嵌入預制好的泥芯5，所述各泥芯高出下箱型砂面的高度一致，并略大于篩板設計厚度，這樣合上上箱6后可使各泥芯的上底面與上箱底面貼緊，有利于提高篩板鑄件的成品率。高錳鋼鋼水可由直澆口7澆入型腔內，廢氣可經(jīng)排氣口8逸出。澆注時要抬高澆包，快速澆注，這樣可使高錳鋼水迅速布滿整個型腔，可提高篩板鑄件的成品率。泥芯5中的油分在高溫下?lián)]發(fā)，對高錳鋼水形成一層溫度保護膜，可延緩鋼水溫度下降速度，有利于鋼水充盈整個型腔。所述泥芯中的油分揮發(fā)殆盡后，泥芯5變松，使篩板鑄件得以方便地從型腔中取出。以下提供三個實施例實施例1高錳鋼材質配比為碳1.4％，錳14％，硅1.2％，鐵83.4％，各組分的重量百分比總和為100％。篩板中篩孔目數(shù)為450，篩孔直徑為φ13(mm)，高錳鋼水的澆注溫度為1600℃，硫、磷等雜質的含量小于0.02％。澆注時采用抬高澆包，快速澆注的辦法進行，鑄件冷卻后從型腔中取出時，泥芯很快潰散，篩孔孔徑精確度較高，毛刺少，鑄件毛坯經(jīng)打磨去掉毛刺后置入電爐中作熱處理以每小時升溫50℃的幅度，連續(xù)升溫13小時，至650℃，保溫1小時后再升溫到1100℃，保溫2小時。出爐后的鑄件毛坯立即用強吹風加噴水霧辦法快速冷卻，用滾壓設備對鑄件作壓平校正后，篩板的正品率達到98％。對有裂紋及孔隙的產(chǎn)品用同材質焊條作電焊修補后，成品率達到99％。本實施例結果表明，鑄造過程中高錳鋼水的流動性極好，泥芯中油成分揮發(fā)完全，泥芯潰散性很好，篩孔成型精確，保持了很高的合格品率。
實施例2
篩孔目數(shù)為347目，篩孔直徑為φ25(mm)高錳鋼材質配比為碳1.25％，錳12.5％，硅0.8％，鐵85.45％，各組分的重量百分比總和為100％。硫、磷等雜質含量小于0.03％。鋼水澆注溫度為1450℃，鑄件去刺后在電爐中以每小時升溫50℃的幅度升溫至650℃后保溫1.5小時，然后升溫至1000℃保溫1.5小時，鑄件出爐后用強吹風加噴水霧快速冷卻，再用滾壓設備對鑄件作壓平校正后，篩板的正品率為96％，作同材料電焊修補后，成品率為98％。
實施例3篩板篩孔目數(shù)為247目，篩孔直徑為φ38(mm)，高錳鋼材質配比為碳1.1％，錳11％，硅0.4％，鐵87.5％，各組分的重量百分比總和為100％。雜質硫小于0.05％，磷小于0.06％。高錳鋼鋼水澆注溫度為1350℃，鑄件自然冷卻并去毛刺后，在電爐中以每小時升溫50℃幅度升溫至650℃保溫2小時，然后升溫至950℃保溫2小時。鑄件出爐后用強吹風加噴水霧冷卻。壓平校正后的篩板正品率為95％，經(jīng)同材料電焊修補后的成品率為98％。
用本發(fā)明方法制得的高錳鋼篩板與鉆孔方法制成同規(guī)格的低合金鋼篩板所作的對比試驗結果如下表
從上表中可看出，重量基本相同的兩種篩板，在篩分時間及篩分工況基本相同的測試條件下，用本發(fā)明方法制造的鑄態(tài)高錳鋼篩板不僅篩分量明顯增多，而相對失重則減少了一半左右，表明用本發(fā)明方法制得的高錳鋼篩板具有明顯的優(yōu)越性。
權利要求
1．一種石料分級用篩板，包括帶若干篩孔(1)的基板(2)，其特征在于所述基板的材質為高錳鋼。
2．根據(jù)權利要求1所述的石料分級用篩板，其特征在于所述高錳鋼材質的組分和重量百分比含量范圍為鐵 83.4-87.5％錳 11-14％碳 1.1-1.4％硅 0.4-1.2％各組分重量百分比總和為100％。
3．一種制造權利要求1或2所述高錳鋼篩板的方法，其特征在于在型箱的下箱(3)中置入型砂，用模具在所述下箱的型砂上印塑出符合所述篩板規(guī)格的型腔，符合各篩孔位置和統(tǒng)一大小的圓柱形芯孔(4)，在所述各芯孔中分別置入用石英砂加油料拌和、塑制、烘干后制成的與所述芯孔相匹配的圓柱形泥芯(5)，所述各泥芯置入芯孔后高出下箱型砂面的高度一致、并略大于篩板的設計厚度，合上上箱(6)后，由型箱直澆口(7)向型腔內注入溫度為1350-1600℃的高錳鋼鋼水，自然冷卻后，由型腔中取出鑄件并打磨掉毛刺，置入加熱爐中作熱處理以每小時升溫50℃的幅度，連續(xù)升溫至650℃，保溫1-2小時，然后再升溫至950-1100℃，保溫1-2小時，出爐后的鑄件立即用強吹風加噴水霧快速冷卻，冷卻后的鑄件用滾壓設備壓平，即得本發(fā)明石料分級用的篩板。
4．根據(jù)權利要求3所述制造篩板的方法，其特征在于所述型砂為一般型砂中摻和重量百分比為5％的陶土，干拌均勻后加重量百分比為5-7％的水混和碾勻制成。
5．根據(jù)權利要求3所述制造篩板的方法，其特征在于所述圓柱形泥芯與芯孔結合部位做成錐臺形，所述泥芯以合脂油砂為原材料用模具成型，脫模后的泥芯在烘箱中200-240℃的溫度條件下保溫2-3小時固化。
6．根據(jù)權利要求3所述制造篩板的方法，其特征在于帶孔隙或裂縫的高錳鋼篩板用同材質的電焊條作電焊修補。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種韌性強、耐磨性好的石料分級用篩板及其制造方法。包括帶若干篩孔的高錳鋼基板。篩板鑄造時,先用模具在下箱型砂中塑出符合篩板規(guī)格的型腔、符合各篩孔位置的芯孔,各芯孔中置入統(tǒng)一大小的圓柱形合脂油砂泥芯,泥芯高出下箱型砂面的高度略大于篩板厚度,蓋合上型箱并注入1350－1600℃的高錳鋼鋼水,冷卻去毛刺后置入加熱爐,以每小時增溫50℃的幅度升溫至650℃保溫1－2小時,再升溫950－1100℃保溫1－2小時,出爐后鑄件用強吹風噴水霧冷卻,壓平校正后得本發(fā)明篩板。
文檔編號C22C38/04GK1214372SQ9711882
公開日1999年4月21日 申請日期1997年10月11日 優(yōu)先權日1997年10月11日
發(fā)明者胡祖堯, 管平 申請人:余杭市瓶窯合金鋼鑄造廠