挖掘機履帶用模具鋼制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具鋼制備領(lǐng)域，尤其是一種挖掘機履帶用模具鋼制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。模具是機械制造、無線電儀表、電機、電器等工業(yè)部門中制造零件的主要加工工具。模具的質(zhì)量直接影響著壓力加工工藝的質(zhì)量、產(chǎn)品的精度產(chǎn)量和生產(chǎn)成本，而模具的質(zhì)量與使用壽命除了靠合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工精度外，主要受模具材料和熱處理的影響。因此對模具材料和熱處理加以研究和改進，確保模具鋼的質(zhì)量穩(wěn)定性，對技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展具有重要作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種挖掘機履帶用模具鋼制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案如下:
挖掘機履帶用模具鋼制備方法，包括有以下工藝步驟:
a、制備模具鋼鐵水，該鐵水中各合金成分重量百分數(shù)為:C 2.28?2.65、Mn 0.15?0.25、Si 0.45?0.65、Cr 1.15_1.25、Ni 0.25?0.55、Pb 0.025?0.045、Sn 0.04?0.06、V
0.08?0.12、0.015<?<0.025、0.015<3<0.035，余量為鐵;澆注過程中采用激冷工藝，鐵水澆注溫度與金屬模具之間的溫度差在1250-1300°C;
C、鑄件模具鋼在560-600°C下加熱2-2.5小時，然后再50-60分鐘內(nèi)升溫至950-1000°(3，保持加熱時間30-40分鐘，用淬火油進行淬火，再將淬火后的鑄件模具鋼在500-530°C下進行回火40-50分鐘，再從回火爐中取出放入180-200°C的回火油中隨油緩冷；
d、回火后的鑄件模具鋼放入溫度為60-100°C的磷化處理溶液中浸漬30-40分鐘，按重量份計該磷化處理溶液由以下各原料組成:10-12份磷酸鈉、4-6份硝酸銅、3-5份植酸、2.5-3.5份氟硼酸鈉、12-14份磷酸鐵、0.3-0.6份亞硝酸鋇、0.3-0.5份三乙醇胺、I.5_2引發(fā)劑、
0.3-0.5份表面活性劑、45-50份水；
e、磷化處理后的鑄件模具鋼進行鹽浴處理，與浴液充分接觸，其中鹽浴處理溫度為175-220°C，保溫時間為1.5-2.5h，熔鹽各成分重量比為:亞硝酸鉀20-22份、純堿14-16份、氯化鈉12-14份、碳酸鎂3-5份、碳酸鋰4.5-5.5份；
f、最后進行真空滲氮處理，具體工藝為將真空爐排氣至真空度0.22-0.32Pa后，爐內(nèi)溫度升溫至600?620°C，同時以1.5-1.7L/min送入氨氣，送入氨氣同時爐壓控制在0.15-0.25Pa0
[0005]所述真空爐排氣至真空度0.27Pa后，爐內(nèi)溫度升溫至610°C，同時以1.6L/min送入氨氣，送入氨氣同時爐壓控制在0.2Pa。
[0006]所述的鑄件模具鋼在580°C下加熱2.2小時，然后再55分鐘內(nèi)升溫至980°C，保持加熱時間35分鐘，用淬火油進行淬火，再將淬火后的鑄件模具鋼在515°C下進行回火45分鐘，再從回火爐中取出放入190°C的回火油中隨油緩冷。
[0007]本發(fā)明的挖掘機履帶用模具鋼采用冷擠壓工藝進行澆注，提高了模具鋼的強度，達到了挖掘機履帶所需的硬度值、強度值，解決了高強度下挖掘機履帶的延遲斷裂和疲勞斷裂的問題，在使用中連接可靠，不易損傷，提高了挖掘機履帶壽命，滿足了挖掘機履帶的使用需求。
【具體實施方式】
[0008]結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述:
挖掘機履帶用模具鋼制備方法，包括有以下工藝步驟:
a、制備模具鋼鐵水，該鐵水中各合金成分重量百分數(shù)為:C 2.39,Μη 0.2,Si 0.55、Cr1.2、Ni 0.4、Pb 0.035、Sn 0.05、V 0.1、0.018 < P < 0.022、0.02 < S < 0.03，余量為鐵；澆注過程中采用激冷工藝，以加速成鑄后的冷卻速度，提高模具鋼表面的抗磨性能，鐵水澆注溫度與金屬模具之間的溫度差在1280°C;
c、鑄件模具鋼在580°C下加熱2.2小時，然后再55分鐘內(nèi)升溫至980°C，保持加熱時間35分鐘，用淬火油進行淬火，再將淬火后的鑄件模具鋼在515°C下進行回火45分鐘，再從回火爐中取出放入190°C的回火油中隨油緩冷，降低淬火后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力以及脆性，但可以保持淬火后的高硬度和耐磨性；
d、回火后的鑄件模具鋼放入溫度80°C的磷化處理溶液中浸漬30-40分鐘，按重量份計該磷化處理溶液由以下各原料組成:11份磷酸鈉、5份硝酸銅、4份植酸、3份氟硼酸鈉、13份磷酸鐵、0.45份亞硝酸鋇、0.4份三乙醇胺、1.8引發(fā)劑、0.4份表面活性劑、48份水，經(jīng)磷化處理后，基體金屬表面可形成磷化膜，提高抗腐蝕性能，且在模具鋼的后續(xù)冷加工中可起到減摩潤滑作用，；
e、磷化處理后的鑄件模具鋼進行鹽浴處理，其中鹽浴處理溫度為200°C，保溫時間為2h，熔鹽各成分重量比為:亞硝酸鉀21份、純堿15份、氯化鈉13份、碳酸鎂4份、碳酸鋰5份，經(jīng)過與浴液充分接觸，模具鋼快速加熱，且受熱均勻、變形小；
f、最后進行真空滲氮處理，具體工藝為將真空爐排氣至真空度0.27Pa后，爐內(nèi)溫度升溫至610°C，同時以1.6L/min送入氨氣，送入氨氣同時爐壓控制在0.2Pa，進一步提高工件硬度，穩(wěn)定工件尺寸。
[0009]根據(jù)本發(fā)明模具鋼制備方法生產(chǎn)的挖掘機履帶，經(jīng)過檢測試驗其機械性能數(shù)值如下，履帶心部硬度達51-53HRC、履帶表面硬度達45-48HRC，抗拉強度達到1245Mpa，屈服強度達到1250Mpa，延伸率大于11.5%，斷面收縮率大于20%，沖擊韌性大于40 J/cm2，綜合機械性能比現(xiàn)有工藝高10-12%。
[0010]最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.挖掘機履帶用模具鋼制備方法，其特征在于，包括有以下工藝步驟: a、制備模具鋼鐵水，該鐵水中各合金成分重量百分數(shù)為:C 2.28?2.65、Mn 0.15?0.25、Si 0.45?0.65、Cr 1.15-1.25、Ni 0.25?0.55、Pb 0.025?0.045、Sn 0.04?0.06、V0.08?0.12、0.015<P<0.025、0.015<S<(h035，余量為鐵;澆注過程中采用激冷工藝，鐵水澆注溫度與金屬模具之間的溫度差在1250-1300°C; c、鑄件模具鋼在560-600°C下加熱2-2.5小時，然后再50-60分鐘內(nèi)升溫至950-1000°(3，保持加熱時間30-40分鐘，用淬火油進行淬火，再將淬火后的鑄件模具鋼在500-530°C下進行回火40-50分鐘，再從回火爐中取出放入180-200°C的回火油中隨油緩冷； d、回火后的鑄件模具鋼放入溫度為60-100°C的磷化處理溶液中浸漬30-40分鐘，按重量份計該磷化處理溶液由以下各原料組成:10-12份磷酸鈉、4-6份硝酸銅、3-5份植酸、2.5-3.5份氟硼酸鈉、12-14份磷酸鐵、0.3-0.6份亞硝酸鋇、0.3-0.5份三乙醇胺、1.5_2引發(fā)劑、0.3-0.5份表面活性劑、45-50份水； e、磷化處理后的鑄件模具鋼進行鹽浴處理，與浴液充分接觸，其中鹽浴處理溫度為175-220°C，保溫時間為1.5-2.5h，熔鹽各成分重量比為:亞硝酸鉀20-22份、純堿14-16份、氯化鈉12-14份、碳酸鎂3-5份、碳酸鋰4.5-5.5份； f、最后進行真空滲氮處理，具體工藝為將真空爐排氣至真空度0.22-0.32Pa后，爐內(nèi)溫度升溫至600?620°C，同時以1.5-1.7L/min送入氨氣，送入氨氣同時爐壓控制在0.15-0.25Pa。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機履帶用模具鋼制備方法，其特征在于:所述真空爐排氣至真空度0.27Pa后，爐內(nèi)溫度升溫至610°C，同時以1.6L/min送入氨氣，送入氨氣同時爐壓控制在0.2Pa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機履帶用模具鋼制備方法，其特征在于:所述的鑄件模具鋼在580°C下加熱2.2小時，然后再55分鐘內(nèi)升溫至980°C，保持加熱時間35分鐘，用淬火油進行淬火，再將淬火后的鑄件模具鋼在515°C下進行回火45分鐘，再從回火爐中取出放入190°C的回火油中隨油緩冷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了挖掘機履帶用模具鋼制備方法，包括有以下工藝步驟：制備模具鋼鐵水，該鐵水中各合金成分重量百分數(shù)為：C？2.28～2.65、Mn？0.15～0.25、Si？0.45～0.65、Cr？1.15-1.25、Ni？0.25～0.55、Pb？0.025～0.045、Sn？0.04～0.06、V？0.08～0.12、0.015≤P≤0.025、0.015≤S≤0.035,余量為鐵；澆注過程中采用激冷工藝，鐵水澆注溫度與金屬模具之間的溫度差在1250-1300℃；本發(fā)明解決了高強度下挖掘機履帶的延遲斷裂和疲勞斷裂，在使用中連接可靠，不易損傷，提高了挖掘機履帶壽命，滿足了挖掘機履帶的使用需求。
【IPC分類】C22C38/04, C22C38/18, C22C38/12, C23C8/26, C22C33/04, C22C38/08, C22C38/60, C22C38/02, C23C22/36
【公開號】CN105483503
【申請?zhí)枴緾N201510878384
【發(fā)明人】王洪新, 程穎, 程振邦
【申請人】皖西學院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月4日