一种工程挖掘机专用花键条的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种工程挖掘机专用花键条的制备方法，包括下述步骤：选择直径为60~90mm的30CrMnTi实心圆钢为原材料；将所述30CrMnTi实心圆钢轧制成型钢毛坯，所述型钢毛坯的长宽各尺寸比成品的长宽各尺寸大3~4mm；将型钢毛坯进行轧头、去应力退火、酸洗磷化润滑后，利用液压拉拔机进行冷拔变形，缩小型钢毛坯的尺寸；循环冷拔3~4次，直至将型钢毛坯冷拔至客户所需尺寸；将冷拔后的型钢逐根进行连续的自动化淬火和自动化低温回火处理，得到成品。该制备方法能够对钢材进行调质，工件的截面硬度达到38~43HRC，并且该制备工艺具有工效高、节省成本、减少能耗的优点。
【专利说明】
一种工程挖掘机专用花键条的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及钢材加工技术领域，特别是涉及一种工程挖掘机专用花键条的制备方法。【背景技术】
[0002]花键连接是利用均布在轴和毂孔圆周上的多个键齿相互连接，传递载荷，与键连接相比，其承载能力较高，对中性和导向性均好，对轴的削弱小，适用于传递中等或较大载荷且对中要求高的连接，在机械设备中的应用十分广泛，特别是在冶金、起重型设备中普遍采用花键连接。由于工程挖掘机的荷载巨大，所以要求传递荷载的花键条的材料以及性能都要达到较高的要求。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种具有较高工效、能够制备性能优异的工程挖掘机专用花键条的制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:一种工程挖掘机专用花键条的制备方法，包括下述步骤:(1)选材，选择直径为60?90mm的30CrMnTi实心圆钢为原材料；(2)乳形，将所述30CrMnTi实心圆钢乳制成型钢毛坯，所述型钢毛坯的长宽各尺寸比成品的长宽各尺寸大3?4mm;(3)冷拔，将步骤(2)的型钢毛坯进行乳头、去应力退火、酸洗磷化润滑后，利用液压拉拔机进行冷拔变形，缩小型钢毛坯的尺寸;循环冷拔3?4次，直至将型钢毛坯冷拔至客户所需尺寸；(4)自动化热处理，将步骤(3)得到的冷拔后的型钢逐根进行连续的自动化淬火和自动化低温回火处理，得到成品。
[0005]在本发明的一个较佳实施例中，所述30CrMnTi实心圆钢的化学元素组成及其质量％为:0 ? 24?0 ? 32% 的碳、0 ? 17?0 ? 37% 的硅、0 ? 80~1 ? 10% 的锰、1 ? 00~1 ? 30% 的铬、0 ? 04?0 ? 10% 的钛、彡0 ? 035%的磷、彡0 ? 035%的硫、彡0 ? 030%的铜和彡0 ? 037%的镍，余量为铁。
[0006]在本发明的一个较佳实施例中，在步骤(4)中采用超音频自动淬火机组对型钢进行自动化淬火处理，采用超音频自动低温回火机组对型钢进行自动化低温回火处理。
[0007]在本发明的一个较佳实施例中，所述超音频自动淬火机组包括淬火超音频感应机、位于型钢上方的上冷却水管、位于型钢下方的下冷却水管和安装在超音频自动淬火机组两端的第一可调速传动滚筒。
[0008]在本发明的一个较佳实施例中，所述淬火超音频感应机的振荡频率为25?35KHZ， 加热温度控制在920?950 °C。
[0009]在本发明的一个较佳实施例中，所述上冷却水管与所述下冷却水管上均匀分布有若干冷却水孔，所述冷却水孔的直径为2?3mm。
[0010]在本发明的一个较佳实施例中，所述上冷却水管与所述下冷却水管中喷出的冷却水流与型钢之间的水平夹角为30?35°，冷却水的水压控制在250?260Pa，冷却水的水温控制在 15?20。。。
[0011]在本发明的一个较佳实施例中，所述超音频自动低温回火机组包括回火超音频感应机和安装于所述超音频自动低温回火机组两端的第二可调速传动滚筒。
[0012]在本发明的一个较佳实施例中，所述回火超音频感应机的振荡频率为25?35KHZ， 加热温度控制在300?400 °C。
[0013]在本发明的一个较佳实施例中，所述超音频自动淬火机组与所述超音频自动低温回火机组为连续工作，两者之间相距5?6m。
[0014]本发明的有益效果是:本发明一种工程挖掘机花键条的制备方法，连续对型钢进行自动化淬火和低温回火，钢材的性能稳定，成品工件的截面硬度达到38?43HRC，并且能够节约能源和成本、减少生产设备的占地面积，生产环境良好。【附图说明】
[0015]图1是本发明一较佳实施例中超音频自动淬火机组的结构示意图；图2是图1所示较佳实施例中超音频自动低温回火机组的结构示意图。【具体实施方式】
[0016]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0017]—种工程挖掘机专用花键条的制备方法，包括下述步骤:(1)选材，选择直径为60?90mm的30CrMnTi实心圆钢为原材料；30CrMnTi实心圆钢的化学元素组成及其质量%为:0.24?0.32%的碳、0.17?0.37%的硅、0.80?1.10%的锰、1.00?1.30% 的铬、0.04?0.10%的钛、彡0.035%的磷、彡0.035%的硫、彡0.030%的铜和彡0.037%的镍，余量为铁；(2)乳形，将所述30CrMnTi实心圆钢乳制成型钢毛坯，所述型钢毛坯的长宽各尺寸在成品的长宽各尺寸放宽3~4_;(3)冷拔，将步骤(2)的型钢毛坯进行乳头、去应力退火、酸洗磷化润滑后，利用液压拉拔机进行冷拔变形，缩小型钢毛坯的尺寸;循环冷拔3?4次，直至将型钢毛坯冷拔至客户所需尺寸；(4)自动化热处理，将步骤(3)得到的冷拔后的型钢逐根进行连续的自动化淬火和自动化低温回火处理，得到成品。[〇〇18]在步骤(4)中采用超音频自动淬火机组对型钢进行自动化淬火处理，采用超音频自动低温回火机组对型钢进行自动化低温回火处理。
[0019]所述超音频自动淬火机组包括淬火超音频感应机12、位于型钢上方的上冷却水管 13、位于型钢下方的下冷却水管14和安装在超音频自动淬火机组两端的第一可调速传动滚筒11。本发明可以调节淬火超音频感应机12的频率、电流来控制淬火超音频感应机12的瞬时功率，变频调整第一可调速传动滚筒11的滚动速率，从而调节工件的加热、保护时间。在本实施例中，淬火超音频感应机12的振荡频率为30KHZ，加热温度控制在920?950 °C。上冷却水管13与下冷却水管14上均勾分布有若干冷却水孔，冷却水孔的直径为2?3mm。冷却水孔与工件之间的夹角为可调节，控制冷却水与工件之间的角度、调节冷却水的流速、水压，从而控制冷却速度，来获得优良的马氏体组织，即可使工件的外形尺寸变形量极小。在本实施例中，上冷却水管13与下冷却水管14中喷出的冷却水流与工件之间的水平夹角为30?35°，冷却水的水压控制在250?260Pa，冷却水的水温控制在15?20 °C。冷却水可回收利用。
[0020]超音频自动低温回火机组包括回火超音频感应机22和安装于超音频自动低温回火机组两端的第二可调速传动滚筒21。回火超音频感应机22的振荡频率为30KHZ，加热温度控制在300?400°C。回火之后的金相组织，达到了工件所要求的正常回火托氏体组织(无魏氏体组织、板条及粗大马氏体组织、上贝氏体组织)，铁素体含量小于15%，无聚集态的条块存在，组织奥氏体晶粒度彡8级，组织均匀，工件截面硬度在38?43HRC。[0021 ]超音频自动淬火机组和超音频自动低温回火机组为连续工作，两者之间相距5? 6m，可有效防止工件淬火后因应力开裂。对工件逐根进行处理，成品的质量稳定。
[0022]本发明由于采用了淬火-低温回火连续性流水生产，工件的变形量极小，为后道精整校直工序提供了有理条件，节省了工时的消耗，提高了生产效益。[〇〇23]本发明中的自动化热处理方法中产生的氧化皮等无形损失降低，比传统的井式炉淬火可节约成材率〇.5%。
[0024]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，包括下述步骤:(1)选材，选择直径为60?90mm的30CrMnTi实心圆钢为原材料；(2)乳形，将所述30CrMnTi实心圆钢乳制成型钢毛坯，所述型钢毛坯的长宽各尺寸比成 品的长宽各尺寸大3~4mm;(3)冷拔，将步骤(2)的型钢毛坯进行乳头、去应力退火、酸洗磷化润滑后，利用液压拉 拔机进行冷拔变形，缩小型钢毛坯的尺寸;循环冷拔3?4次，直至将型钢毛坯冷拔至客户所 需尺寸；(4)自动化热处理，将步骤(3)得到的冷拔后的型钢逐根进行连续的自动化淬火和自动 化低温回火处理，得到成品。2.根据权利要求1所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述 30CrMnTi实心圆钢的化学元素组成及其质量%为:0.24?0.32%的碳、0.17?0.37%的硅、0.80? 1 ? 10%的锰、1 ? 00?1 ? 30%的铬、0 ? 04?0 ? 10%的钛、彡0 ? 035%的磷、彡0 ? 035%的硫、彡0 ? 030%的 铜和< 0.037%的镍，余量为铁。3.根据权利要求1所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，在步骤(4) 中采用超音频自动淬火机组对型钢进行自动化淬火处理，采用超音频自动低温回火机组对 型钢进行自动化低温回火处理。4.根据权利要求3所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述超音频 自动淬火机组包括淬火超音频感应机、位于型钢上方的上冷却水管、位于型钢下方的下冷 却水管和安装在超音频自动淬火机组两端的第一可调速传动滚筒。5.根据权利要求4所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述淬火超 音频感应机的振荡频率为25?35KHZ，加热温度控制在920?950°C。6.根据权利要求4所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述上冷却 水管与所述下冷却水管上均匀分布有若干冷却水孔，所述冷却水孔的直径为2?3mm。7.根据权利要求6所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述上冷却 水管与所述下冷却水管中喷出的冷却水流与型钢之间的水平夹角为30~35°，冷却水的水压 控制在250?260Pa，冷却水的水温控制在15?20°C。8.根据权利要求3所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述超音频 自动低温回火机组包括回火超音频感应机和安装于所述超音频自动低温回火机组两端的 第二可调速传动滚筒。9.根据权利要求8所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述回火超 音频感应机的振荡频率为25?35KHZ，加热温度控制在300?400°C。10.根据权利要求3所述的工程挖掘机专用花键条的制备方法，其特征在于，所述超音 频自动淬火机组与所述超音频自动低温回火机组为连续工作，两者之间相距5?6m。
【文档编号】C21D1/18GK106001157SQ201610332455
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】张根明
【申请人】常熟市异型钢管有限公司