一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高强度、高硬度的耐磨材料，具体是指一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺。
【背景技术】
[0002]目前，全世界在水泥沙浆浇注工程上，采用的浇注方法有人工、人工加机械、机械化；种类有干式、湿式。干式浇注质量不稳定，水泥浪费大，浇注过程中，工人的工作条件差，计量不易控制；湿式浇注，避免了干式浇注的不足之处，因此，水泥板、柱、梁的浇注，湿式浇注法被建筑、道路、桥梁、水电、港口、矿山、隧道等广泛运用。
[0003]为了适应较大规模的水泥板、柱、梁的浇注，中国的中国中铁公司，在九十年代末，从德国引进了干、湿水泥浆喷机，用于高铁建设。两种喷机使用过程中，干式喷机缺点太多，被淘汰，湿式喷机被大量使用，两种机型的工作原理，都采用离心原理，用蜗轮叶片搅拌料，再通过压缩空气输送、浇注。由于水泥浆是由水泥、水、沙、卵石等组成，密度很难标准，加之压缩空气不恒定，因此，浇注质量不理想。鉴于以上原因，中国中铁西南科学院，在2000年初，消化吸收，弥补德国产品的不足，研制出国产水泥沙浆湿喷机TK系列产品，该产品已获得国家多项专利，TK湿喷机的工作原理，搅拌料跟国外产品都一样，不同的是，浇注时，采用活塞式顶推，TK湿喷机，与进口湿喷机比较，具有计量准确，质量可控，节能降耗，能满足较大规模的工程浇注。因此，TK湿喷机被铁路、公路桥梁建设，广泛使用，现正向建筑、水电、矿山、港口等行业发展，前景非常广阔。
[0004]TK水泥湿喷机使用近十年，在2010年前，有一个关键部件衬板，质量一直都没有解决，也严重影响了水泥湿喷机的使用，衬板，要求平面耐磨损，有较高强度，几何尺寸相对要求较高。
[0005]TK600型的衬板，其厚度仅20毫米，直径是510毫米，靠圆周上，均分布了九个大孔，圆中心点上，又有一个固定孔，直径33毫米，中心孔圆的圆周上，分布有三个直径20毫米的定位销孔，设计上，要求衬板的表面，洛氏硬度达到HRC45?60，材料的强度极限要求达到550?600Mpa，最大平面包容为0.05毫米。
[0006]在2009年前，中国境内，有国有材料研究厅，数十个企业(厂)，均无法达到设计要求，无奈，衬板采用铸铁，采用30?55号碳钢，不表面淬火，因此，磨损很快，在2009年底，申请人按照设计要求生产，产品合格率仅百分之三十左右，优质率根本谈不上，不是铸造断裂，就是硬度不够或是平面度、几何尺寸达不到设计要求，没有办法同时达到技术指标，而且其耐磨性能相当差，使用寿命只有60至150m3，使用进程中，断裂情况相当多。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺，使得衬板具备极限断裂强度为550?600Mpa，洛氏硬度达到HRC45?60，最大平面包容为0.05毫米，同时具有优良的耐磨性。
[0008]本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺，包括以下步骤:
(A)备料，按照如下组分及相应的重量百分比配料:碳0.40%?0.65%，硅0.8%?1.2%，锰1.0%?1.4%,磷彡0.04%,硫彡0.035%,铬2.4%?2.6%,钥0.3%?0.5%,铼微量，钒微量，钛微量，余量为铁，并进行钢水的制造，在生物学与化学中，微量的规定是物质中含量在万分之一以下，百万分之一以上的组分，如:生物学上规定含量占生物体总质量万分之一以下，百万分之一以上的元素为微量元素，对于微量物质的分析方法称为微量分析；
(B)铸造，将步骤(A)所述组分的钢水，采用平作立浇工艺浇铸，浇铸时的钢水温度控制在1430°C?1520°C，钢水的注入流速应当控制在IKg/秒以下，并且在模具上至少设置两个冒口，同时，使用冷铁均衡降温；
(C)初检，浇铸完成后，清砂，观察有无直径大于I毫米、深度大于2.5毫米的气孔，有则不合格；有无夹砂、裂纹的长度大于6毫米、且深度大于2.5毫米、宽度大于I毫米的情况，有则不合格，检测有无内缺陷，将不合格的剔除；
(D)退火，将步骤(C)得到的合格工件退火，加温速度控制在80?100°C/小时，退火温度控制在金属组织转变成珠光体组织所需温度以上30?50°C，保持温度的时间不得低于4小时，且随炉温降低至200?300°C时，方可将工件取出；
(E)机械加工，将步骤(D)得到的工件加工成所需尺寸，保留一定余量；
(F)第二次退火，在步骤(E)结束后，立即对工件进行退火，其具体方法与步骤(D)相同；
(G)粗磨平面，将经过第二次退火的工件进行粗磨，预留余量0.05至0.10毫米；
(H)第三次退火，用30号机械油浸泡、沸煮，保持30号机械油的温度为90°C?95°C，持续浸泡4至6小时后，自然降温，待工件温度与环境温度之间的温差小于20°C时，方可将工件取出；
(I)淬火，将步骤(H)得到的工件采用真空等温淬火工艺，加温速度控制在80?100°C/小时，加温至950°C?1100°C，保持该温度10?30分钟，然后降温，降温速度控制在40?60 0C /分钟；
(J)精磨平面，对步骤(I)得到的工件采用高硬度砂轮片进行精磨，使其最大包容面度达到0.05毫米；
(K)检测，对工件精磨后的强度、硬度、平面度、几何尺寸进行检测，符合湿喷机衬板的设计要求的为合格产品。
[0009]进一步讲，所述步骤(B)的优选温度为1450°C?1480°C。
[0010]进一步讲，所述步骤(E)包括以下四道工序:
(El)车削平面，以衬板的两平面中任意一个平面定为初基准，车削第一平面完成后，以第一平面为基准，车削另一平面，车削后的衬板厚度，留上0.05?0.15毫米的余量；
(E2)镗孔，在镗床上以任意一个平面为第一基准，首先粗镗第一个孔，其次再以第二孔为基准，精镗其余八孔，然后以其余八孔中的任一孔为第三基准，精镗所述的第一个孔，最后再用三角油石人工去除毛刺；
(E3)钻削三个固定销孔，用一平整的方木自由放在钻台上，衬板平面放在方木上，找平夹紧，用模具钻孔，孔钻完后，卸去模具，换上倒角用的钻头，一面固定销孔倒角完毕后，翻面，用手将衬板掌握，将钻床按照每分钟60至120转的转速反转数圈，找正孔中心后，再正转倒角，钻头倾角是44?45°，倒角0.5?1.5毫米；
(E4)钻中心孔，其具体方法与步骤(E3)相同。
[0011]进一步讲，所述步骤(D)中，工件保持退火温度的时间为5小时，其优选退火时，工件温度为240°C。
[0012]进一步讲，所述步骤(H)第三次退火，用30号机械油浸泡、沸煮，30号机械油的温度为95°C，保持该温度的时间为5小时。
[0013]在步骤(A)所述组分中，最重要的是铬、钥、碳、以及铁，其中碳的含量如果小于
0.4%时，成品淬火后，其表面硬度达不到HRC45?60的技术指标，耐磨性差，工件易产生犁沟式失效，碳的含量如果大于0.65%，成品淬火后，其硬度提高不大，但其冲击韧性却急剧下降，工件工作时易碎裂；钥的含量如果小于0.3%，铸坯过程容易产生断裂、表面裂纹倾向增大，工件晶粒变粗大，淬透性差，耐磨性下降；铬的含量如果小于2.4%，工件硬度、强度差，耐磨性下降。铼、钒、钛以复合方式加入包内，对钢水进行变质处理，以达到细化晶粒、提高耐磨性和冲击韧性的目的。
[0014]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
I本发明一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺，采用三次退火的手段，有效消除了材料内部的应力，客服了超薄件的形变问题，本工艺制成的湿喷机衬板，其表面硬度能达到HRC45?60，其强度极限能够达到550?600Mpa，最大平面包容能够达到0.05毫米，具有较高的耐磨性能，其平均使用寿命是现有衬板的8倍；
2本发明一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺，使用独特配方的材料，其成品合格率能够达到98%以上，产品优质率能够达到95% ；
3本发明一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺，在加工成产品的过程中，采用加工与退火交替的形式，保证了超薄件的质量，有效控制了其加工后的形变问题，保证产品的机械尺寸合符设计标准。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例
[0016]我们以TK600型湿喷机的衬板为例，其厚度仅20毫米，直径是510毫米，靠圆周上，均分布了九个大孔。圆中心点上，又有一个固定孔，直径33毫米，中心孔的圆周外，有三个直径20毫米的定位销孔，设计上，要求衬板的表面，洛氏硬度HRC45?60，材料强度极限要求达到500?550Mpa，最大平面包容为0.05毫米。从材料力学，理论力学，机械零件来讲，均不允许这样设计超薄件，因此，采用本发明的材料，按照以下工艺即可生产符合设计要求的湿喷机衬板。
[0017]一种制造混凝土喷射器内部板材的工艺，包括以下步骤:
(A)备料，按照如下组分及相应的重量百分比配料:碳0.40%?0.65%，硅0.8%?1.2%，锰1.0%?1.4%,磷彡0.04%,硫彡0.035