专利名称：耐磨耐冲击切割环及其制造方法
技术领域：
本发明属于混凝土泵送机械零件，具体涉及一种切割环及其制造方法。
背景技术：
切割环是混凝土泵送机械的关键零件之一，目前所使用的切割环主要采用堆焊和钎焊硬质合金复合方法制得。它是在环基体的内壁和外壁有一堆焊层，环的大头端面钎焊硬质合金，此种方法制造的切割环由于本体的不耐磨和不耐冲击以及堆焊层的不耐冲击，导致使用过程中堆焊层很容易崩裂，基体很容易被磨掉，使钎焊的硬质合金环失去支撑。由于硬质合金很脆，在高冲击力作用下很容易断裂、掉块，使整个切割环失效，使用寿命短，性能不稳定，影响施工，提高了运行成本和生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种可提高切割环的耐磨和耐冲击能力，避免其在使用过程中由于高冲击导致过早的掉块和失效，性能稳定，使用寿命长，可提高运行成本和生产成本的耐磨耐冲击切割环及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。
本发明的耐磨耐冲击切割环，包括环基体，所述环基体的内孔和外环面上覆设有堆焊层，其特征在于所述环基体的大头端面涂覆有耐磨层；或所述环基体的大头端面上开设有环形槽，所述环形槽中镶嵌有硬质合金环或块，大头端面非槽部分涂覆有耐磨层。
本发明的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其工艺步骤为(1).用中碳钢或低碳钢加工出环基体，用耐磨堆焊材料对环基体的内孔和外环面堆焊堆焊层，(2).对整个大头端面上涂覆耐磨合金粉或耐磨堆焊材料，形成耐磨层。
或本发明的工艺步骤为(1).用中碳钢或低碳钢加工出环基体，用耐磨堆焊材料对环基体的内孔和外环面堆焊堆焊层，冷却后在大头端面加工出环形槽，(2).对整个大头端面非槽部分涂覆耐磨合金粉或耐磨堆焊材料，形成耐磨层，
(3).将硬质合金钎焊于环形槽中。
所述堆焊厚度为1～4mm，堆焊层硬度大于55HRC。所述耐磨堆焊材料为硬质合金堆焊焊条、高铬铸铁合金堆焊焊条、硬质合金药芯焊丝或高铬铸铁药芯焊丝。
所述耐磨合金粉的涂覆包括喷涂、喷熔、堆焊或其它熔敷方法。
所述喷熔工艺为先用氧乙炔焰对大头端面进行预热至600～700℃，然后用氧乙炔焰对耐磨合金粉进行喷熔，乙炔瓶的压力调至0.10～0.15MPa，氧气瓶的压力调至0.5～0.8MPa，喷熔的厚度为2～5mm。
所述喷涂工艺为电压25～35V，电流160A，空气压力为0.2～0.6Mpa，喷涂距离120～150mm，喷涂厚度为2～5mm。
所述耐磨合金粉包括铬基耐磨合金粉、镍基耐磨合金粉、镍铬基耐磨合金粉、碳化钨基耐磨合金粉或铬镍钼合金粉。
本发明的有益效果在于本发明根据切割环不同部位的性能要求不同，进行不同的加工处理。切割环须经受高冲击作用，其环基体选用韧性好的中碳钢，低碳钢。环基体的内孔和外环面主要受到磨损，采用堆焊高硬度堆焊层，提高其抗磨损能力。环的大头端面不但受到磨损还要受到较大冲击，采用喷熔或喷涂或堆焊或其它熔敷方法以及钎焊硬质合金的复合方法，在其表面涂覆一层耐磨层或涂覆一层耐磨层并钎焊硬质合金，既保证与基体的结合强度又保证其耐磨性能，提高了切割环的耐磨和耐冲击能力，可避免其在使用过程中由于高冲击导致过早的掉块和失效，性能稳定，使用寿命长，运行成本和生产成本提高。
图1为本发明实施例1的结构示意图；图2为本发明实施例2和3的结构示意图。
图中各标号表示1、耐磨层2、堆焊层3、环基体4、硬质合金环5、环形槽具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的耐磨耐冲击切割环，包括环基体3，环基体3的内孔和外环面上覆设有堆焊层2，环基体3的整个大头端面设有耐磨层1。
上述切割环的制造工艺为用35#钢，按照图纸要求加工成环基体3，对其内孔和外环进行堆焊，形成堆焊层2，堆焊焊条为高铬铸铁堆焊焊条，也可为高铬铸铁药芯焊丝。堆焊电流为150A，堆焊厚度为3mm，硬度大于HRC55；然后对整个大头端面上进行喷熔碳化钨(WC)基耐磨合金粉，形成耐磨层1。喷熔工艺为先用氧乙炔焰对喷涂表面进行预热至600～700℃，然后用氧乙炔焰对耐磨合金粉进行喷熔，乙炔瓶的压力调至0.12MPa，氧气瓶的压力调至0.7MPa，喷熔的厚度为3mm。
实施例2如图2所示，本实施例的耐磨耐冲击切割环，包括环基体3，环基体3的内孔和外环面上覆设有堆焊层2，在大头端面上还开设有环形槽5，环基体3的大头端面非槽部分设有由耐磨合金粉制成的耐磨层1，环形槽5中镶嵌有硬质合金环4，也可以是硬质合金块。
上述切割环的制造工艺为用35#钢，按照图纸要求加工成环基体3，对其内孔和外环进行堆焊，形成堆焊层2，耐磨堆焊材料为硬质合金堆焊焊条，也可为硬质合金药芯焊丝，堆焊电流为150A，堆焊厚度为3.5mm，硬度大于HRC55。冷却后在大头端面加工镶嵌硬质合金的环形槽5，再对大头端面非槽部分进行喷涂处理，形成耐磨层1，喷涂的耐磨合金粉为Ni60B镍基耐磨合金粉。喷涂的工艺参数为电压30V，电流160A，空气压力为0.5Mpa，喷涂距离120mm，喷涂厚度为2mm。然后进行铜钎焊硬质合金先把硬质合金环4(或硬质合金块)放入环形槽5内，然后进行整体预热至600℃，用氧乙炔焰进行铜钎焊，钎焊温度为1000℃。
实施例3本实施例中切割环结构与实施例2相同，其制造工艺为用35#钢，按照图纸要求加工成环基体3，对其内孔和外环进行堆焊，形成堆焊层2，耐磨堆焊材料为高铬铸铁药芯焊丝，电流为150A，堆焊厚度为3.5mm，硬度大于HRC55。冷却后在大头端面加工镶嵌硬质合金的环形槽5，再用高铬铸铁药芯焊丝对大头端面非槽部分进行堆焊，形成耐磨层1，堆焊厚度为3mm，然后进行铜钎焊硬质合金先把硬质合金环4(也可为硬质合金块)放入环形槽5内，然后进行整体预热至600℃，用氧乙炔焰进行铜钎焊，钎焊温度为1000℃。
权利要求
1.一种耐磨耐冲击切割环，包括环基体，所述环基体的内孔和外环面上覆设有堆焊层，其特征在于所述环基体的大头端面涂覆有耐磨层；或所述环基体的大头端面上开设有环形槽，所述环形槽中镶嵌有硬质合金环或块，大头端面非槽部分涂覆有耐磨层。
2.一种如权利要求1所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于其工艺步骤为(1).用中碳钢或低碳钢加工出环基体，用耐磨堆焊材料对环基体的内孔和外环面堆焊堆焊层，(2).对整个大头端面上涂覆耐磨合金粉或耐磨堆焊材料，形成耐磨层；或其工艺步骤为(1).用中碳钢或低碳钢加工出环基体，用耐磨堆焊材料对环基体的内孔和外环面堆焊堆焊层，冷却后在大头端面加工出环形槽，(2).对整个大头端面非槽部分涂覆耐磨合金粉或耐磨堆焊材料，形成耐磨层，(3).将硬质合金钎焊于环形槽中。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述堆焊厚度为1～4mm，堆焊层硬度大于HRC55。
4.根据权利要求2或3所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述耐磨堆焊材料为硬质合金堆焊焊条、高铬铸铁堆焊焊条、硬质合金药芯焊丝或高铬铸铁药芯焊丝。
5.根据权利要求2或3所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述耐磨合金粉的涂覆包括喷涂或喷熔或堆焊。
6.根据权利要求5所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述喷熔工艺为先用氧乙炔焰对大头端面进行预热至600～700℃，然后用氧乙炔焰对耐磨合金粉进行喷熔，乙炔瓶的压力调至0.10～0.15MPa，氧气瓶的压力调至0.5～0.8MPa，喷熔的厚度为2～5mm。
7.根据权利要求5所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述喷涂工艺为电压25～35V，电流160A，空气压力为0.2～0.6Mpa，喷涂距离120～150mm，喷涂厚度为2～5mm。
8.根据权利要求2或3所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述耐磨合金粉包括铬基耐磨合金粉、镍基耐磨合金粉、镍铬基耐磨合金粉、碳化钨基耐磨合金粉或铬镍钼合金粉。
9.根据权利要求5所述的耐磨耐冲击切割环的制造方法，其特征在于所述耐磨合金粉包括铬基耐磨合金粉、镍基耐磨合金粉、镍铬基耐磨合金粉、碳化钨基耐磨合金粉或铬镍钼合金粉。
全文摘要
本发明公开了一种可提高切割环的耐磨和耐冲击能力、避免其在使用中因高冲击导致过早掉块和失效、性能稳定、使用寿命长、可提高运行成本和生产成本的耐磨耐冲击切割环及其制造方法。耐磨耐冲击切割环包括环基体，环基体的内孔和外环面上设有堆焊层，环基体的大头端面涂覆有耐磨层；或环基体的大头端面镶嵌有硬质合金环或块并涂覆有耐磨层。其制造工艺步骤为，用中低碳钢加工出环基体，用耐磨堆焊材料对环基体的内孔和外环面堆焊堆焊层，对整个大头端面上涂覆耐磨合金粉或耐磨堆焊材料，形成耐磨层。或堆焊层冷却后在大头端面加工出环形槽，对整个大头端面非槽部分涂覆耐磨合金粉或耐磨堆焊材料，形成耐磨层，再将硬质合金钎焊于环形槽中。
文档编号F04B15/02GK1995755SQ20061013694
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者蒋建献, 廖向宇, 彭国成 申请人:三一重工股份有限公司