專利名稱：一種高錳鋼板錘和輥套爆炸硬化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高錳鋼的爆炸硬化處理方法，具體涉及一種高錳鋼板錘和輥套的爆炸硬 化方法。該方法利用炸藥爆轟產(chǎn)生的沖擊波與金屬的相互作用，在金屬中產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)力波， 使工件表面層一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生硬化效果。
背景技術(shù)：
高錳鋼是一種含C: 0. 9% 1. 4%， Mn: 11. 5°/。 15%， Si : 0. 3% 1. 0%， Cr:《1%， Ni:《1°/。， S:《 0. 05%， P:《0. 10%的特種鋼，在使用中有自硬效應(yīng)，但初始耐磨性較低。提高高錳鋼件耐磨壽命 的途徑有:一是調(diào)整合金的成份，即根據(jù)高錳鋼的工況條件制定合理的成份范圍，由于工況非 常復(fù)雜，針對每一種工況研發(fā)出不同成分的高錳鋼，不僅大大提高了研發(fā)的成本，而且靠改 變合金成分來改善鋼材內(nèi)部晶體排列以提高高錳鋼的表面硬度的難度是非常之大的。二是在 使用之前進(jìn)行預(yù)硬化，如噴丸、錘擊等，但這一方法表面硬化層易產(chǎn)生裂紋或剝落，且對形狀 復(fù)雜的高錳鋼件,有時(shí)是難以實(shí)現(xiàn)的。爆炸硬化克服了以上方法的不足，直接在現(xiàn)有的合金成 分下對預(yù)硬化的工件進(jìn)行爆炸硬化，大大提高金屬的表面硬度。最新的爆炸硬化技術(shù)采用的 是以硝酸為基的液體炸藥，注入與工件裝配好的藥盒引爆而成，然而這種方法中炸藥爆炸時(shí) 作用于工件的力量較難控制，工件表面不同藥劑量必須通過工件與藥盒間的空隙厚度來控制， 這樣增加了藥盒制作的成本和時(shí)間。申請?zhí)枮?00710061422. X的中國發(fā)明專利公開了一種高 錳鋼轍叉表面爆炸硬化工藝，該發(fā)明披露的塑性片狀炸藥成化為RDX，環(huán)氧樹脂為粘結(jié)劑，乙二胺為固化劑及鄰苯二甲酸二丁酯為增塑劑，但未說明各種組分的含量，且塑性片狀炸藥 的鋪設(shè)厚度對于轍叉以外的其他工件，如板錘、輥套等并不適合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可使高錳鋼板錘和輥套工件表面硬化的技術(shù)，特 別是可以大幅度提高高錳鋼的表面硬度和耐磨性的表面硬化技術(shù)。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是先將塑性板狀炸藥貼敷在高錳鋼工件
需要硬化的部位上，起爆后，利用炸藥爆轟產(chǎn)生的沖擊波與金屬的相互作用，在金屬中產(chǎn)生強(qiáng)
烈的應(yīng)力波，使工件表面層一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生硬化效果，其特征在于所述的塑性板狀炸藥 的主炸藥為黑索金，含量為80%;粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂，含量為18.2%;固化劑為乙二胺，含量 為0.3%，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，含量為1.5%。
所述的塑性板狀炸藥加工工藝中混合炸藥配方順序?yàn)榄h(huán)氧樹脂一乙二胺一鄰苯二甲酸 二丁酯一黑索金。
所述的塑性板狀炸藥的貼敷厚度為4mm.
本發(fā)明提供的方法，具有以下有益效果(1)可以經(jīng)濟(jì)、簡便地提高制件硬度，避免目前 常用的調(diào)整合金成分和預(yù)硬化處理方法的缺點(diǎn)和不足，提高高錳鋼的表面硬度和耐磨性。它所 使用的柔軟板狀炸藥可根據(jù)工件表面形狀而作出相應(yīng)的形狀，爆炸后沖擊波在工件內(nèi)的連續(xù) 衰減能保證足夠的硬化層厚度協(xié)調(diào)的硬化。(2)提高了設(shè)備作業(yè)效率、降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 (3)可以節(jié)約大量鋼材。(4)爆炸時(shí)作用于工件上的力度可以由涂敷在工件上的藥劑厚度來控制，控制方式優(yōu)良，制作工藝簡單。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明所述的高錳鋼板錘和輥套爆炸硬化方法進(jìn)行具體說明。
1. 炸藥配方
爆炸硬化要求采用爆速高、強(qiáng)度大、臨界厚度小、并且有良好塑性、粘性和存儲(chǔ)穩(wěn)定性 的塑性板狀炸藥，為滿足上述要求,需按此炸藥配方配制主炸藥為黑索金，含量為80%;粘 結(jié)劑為環(huán)氧樹脂，含量為18.2%;固化劑為乙二胺，含量為0.3%，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁 酯，含量為1. 5%。
2. 塑性板狀炸藥加工工藝
①稱取一定量的環(huán)氧樹脂，倒入容器中。 0稱取一定量的乙二胺，加入上述容器中，攪拌均勻。
G)稱取一定量的鄰苯二甲酸二丁酯，加入上述容器中，繼續(xù)攪拌均勻。
④稱取一定量的黑索金，倒入上述容器中，攪拌均勻。
3. 起爆前的準(zhǔn)備工作
用電動(dòng)砂輪磨平工件粗糙表面，去除表面雜質(zhì)和裂紋。為避免工件表面出現(xiàn)裂紋，應(yīng)在爆 破前對其表面層進(jìn)行預(yù)先打磨光。
4.板狀炸藥的制作和涂敷工藝過程 利用調(diào)制好的粘稠狀炸藥混合物均勻地涂抹于水平塑料布襯底上，使其平整，制成厚度約為4mm的板狀炸藥。然后根據(jù)工件的不同表面，把炸藥裁成不同形狀的板狀炸藥。取預(yù)處 理過的板錘和輥套，把粘性板狀炸藥粘敷于其上，可以輕輕壓實(shí)，使其緊貼工件表面，在表 面上有孔的地方，如固定板錘用的螺栓孔，可以適當(dāng)減小炸藥的厚度，約3.5mm，這樣， 一方 面有利于炸藥與工件表面的密貼，有效提高硬化效果，另一方面，則可以避免裂紋的出現(xiàn),提高 硬化質(zhì)量。然后找一個(gè)合適的引爆點(diǎn)， 一般以某平面中部為宜，此處炸藥厚度可適當(dāng)增加， 以安裝雷管和導(dǎo)爆索。涂敷好炸藥后，把工件放置于基礎(chǔ)上引爆。最后檢測經(jīng)爆炸處理后的 工件特性。
5. 炸藥厚度
塑料板狀炸藥厚度為3ram時(shí)便可以達(dá)到穩(wěn)定爆破。藥厚為4mra時(shí)效果最好。
6. 爆炸次數(shù)
爆炸前從板錘表面上測得的平均硬度值為HB1852210，從輥套表面上測得的平均硬度值為 HB1902210，爆炸一次時(shí)表面硬度平均值板錘為HB2902310,輥套為HB2952320;爆炸兩次時(shí)，板 綞硬度可達(dá)BH3402355，輥套可達(dá)HB3352360。爆炸一次后下陷量僅為0. 3 0. 45mm ,兩次爆 炸的下陷量可達(dá)0. 6 0. 9ram，可見兩次爆炸比一次爆炸硬化深度明顯增大。而且，對使用效 果的觀察得知， 一次爆破的使用壽命約比原來提高35%以上，兩次爆破則可以提高50%以上。
權(quán)利要求
1. 一種高錳鋼板錘和輥套爆炸硬化方法，先將塑性板狀炸藥貼敷在高錳鋼工件需要硬化的部位上，起爆后，利用炸藥爆轟產(chǎn)生的沖擊波與金屬的相互作用，在金屬中產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)力波，使工件表面層一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生硬化效果，其特征在于所述的塑性板狀炸藥的主炸藥為黑索金，含量為80％；粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂，含量為18.2％；固化劑為乙二胺，含量為0.3％，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，含量為1.5％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高錳鋼板錘和輥套爆炸硬化方法，其特征在于所述的塑性板狀炸 藥加工工藝中混合炸藥配方順序?yàn)榄h(huán)氧樹脂—乙二胺—鄰苯二甲酸二丁酯—黑索金。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高錳鋼板錘和輥套爆炸硬化方法，其特征在于所述的塑性板狀炸藥的貼敷厚度為4mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高錳鋼板錘和輥套的爆炸硬化處理方法，該方法所述的塑性板狀炸藥的特征是主炸藥為黑索金，含量為80％；粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂，含量為18.2％；固化劑為乙二胺，含量為0.3％，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，含量為1.5％?；旌险ㄋ幣浞巾樞?yàn)榄h(huán)氧樹脂→乙二胺→鄰苯二甲酸二丁酯→黑索金。塑性板狀炸藥的貼敷厚度為4mm.采用該方法可以不僅提高了高錳鋼表面硬度和耐磨性，而且制作工藝簡單，可以提高設(shè)備作業(yè)效率，節(jié)約大量鋼材。
文檔編號C21D10/00GK101545035SQ200810080250
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者晉民杰, 捷 李, 李自貴, 熊艷華, 王順坤 申請人:太原科技大學(xué)