专利名称：扒掌及其制造方法
技术领域：
本发明涉及路基处理车技术，尤其是涉及一种扒掌及其制造方法。
背景技术：
路基处理车是有效提高路基承载能力的铁路线路维护专用设备。路基处理车的路基挖掘链负责挖掘路基底部的土层，而扒掌是路基挖掘链的核心部件，工作过程承受路基土层中沙粒的剧烈磨损，容易磨损损耗或损坏。而频繁更换扒掌，会降低路基处理车的作业效率、增加使用维护成本，因此急需对扒掌进行强化，提高扒掌的耐磨性和工作寿命。如图1和2所示，现有的扒掌包括支架Ia和合金块2a，合金块加包括堆焊层21a 和基体22a，具体采用高铬铸铁焊条和堆焊工艺在平板的基体2 上加工出堆焊层21a，然后切割成一定尺寸的合金块加，合金块加与支架Ia进行焊接，形成焊缝23a。在进行本发明的研究过程中，发明人发现采用上述现有的扒掌存在如下技术缺陷第一，堆焊层21a采用堆焊工艺制成，由于堆焊工艺的热输入大，冷却及凝固过程应力较大，导致在堆焊层21a的在结合界面处易产生横向裂纹，进而导致堆焊层21a容易剥落，扒掌的使用寿命较低、维护成本高。并且，堆焊层21a只焊接在支架1的迎土面上，无法对支架Ia的顶面和侧面实施强化，而恰恰扒掌的磨损又始于顶面，因而该扒掌的耐磨性较差，使用寿命较低。第二，现有技术中堆焊层21a组织为高铬铸铁，耐磨性不足，涂层厚，增加工艺难度和生产成本；并且采用合金块加与支架Ia的分体焊接工艺，增加了合金块加的切割和焊接的工序，同样增加了生产成本。
发明内容
本发明提供一种扒掌及其制造方法，用以解决现有技术中的扒掌的使用寿命较低的缺陷，能够提高扒掌的使用寿命，并且能够降低扒掌的加工工艺难度、生产成本和使用维护成本。本发明提供了一种扒掌，包括支架和耐磨层；所述支架包括支撑部和工作部，所述支撑部与所述工作部连接，所述工作部包括迎土面、与迎土面下边沿相交的顶面以及与迎土面侧边沿相交的侧面，所述耐磨层包括附着于所述迎土面和顶面的迎土面耐磨层和顶面耐磨层。优选地，所述耐磨层还包括附着于所述侧面的侧面耐磨层。优选地，所述侧面耐磨层为两个，分别与所述迎土面耐磨层和底面耐磨层的两个侧边沿相交。优选地，所述迎土面耐磨层与所述顶面耐磨层垂直；所述侧面耐磨层与所述迎土面耐磨层垂直。优选地，所述耐磨层材料为金属基颗粒增强耐磨层。
优选地，所述支撑部的远离所述工作部的一端具有凹槽，所述凹槽的开口端开设有同中心的安装孔。本发明还提供了一种扒掌的制造方法，包括铸造或锻造支架；在所述支架的工作部的迎土面和顶面熔覆耐磨层。优选地，还包括在所述支架的工作部的侧面熔覆耐磨层；优选地，所述熔覆耐磨层的具体过程为为通过激光束辐照所述支架的工作部，同时向所述工作部添加合金材料；通过多道熔覆层搭接实现冶金结合的耐磨层。优选地，所述熔覆层的搭接道数为20-30道，每道所述熔覆层宽度为4_6mm，高度为2-4mm，所述熔覆层的搭接率30% 50%。优选地，所述合金材料为金属基颗粒增强耐磨材料；所述金属基颗粒增强耐磨材料增强相为碳化物颗粒，由钛、钒、锆、铌或钨元素中两种以上元素与碳元素合成。本发明提供的扒掌及其制造方法，扒掌包括支架和耐磨层，耐磨层包括附着于支架的迎土面耐磨层和顶面耐磨层，与现有技术相比，由于在支架的顶面上附着有顶面耐磨层，对支架的顶面进行强化，可以提高支架的顶面的耐磨性，提高顶部形状及切削刃的保持能力，提高扒掌的挖掘效率和使用寿命。由于采用所述加工工艺直接在支架的工作部的迎土面和顶面熔覆耐磨层，实现支架和耐磨层的冶金结合，不产生平行于工作面的横向裂纹，使得耐磨层不易脱落，提高耐磨层的耐磨性，并且省去了现有技术中合金块的切割和焊接的工序，简化生产工艺。
图1为本发明现有的扒掌的主视图2为图1中的扒掌的左视图3为本发明第一 实施例提供的扒掌的示意图4为沿图3中A-A线的剖视图5为图3中的扒掌的立体图6为本发明第一 实施例提供的扒掌的工作状态图7为本发明第二.实施例提供的扒掌的制造方法的流程图。
附图标记
1-支架；11-支撑部；12-工作部；
111-凹槽；112-安装孔；2-耐磨层；
21-迎土面耐磨层；22-顶面耐磨层；23-侧面耐磨层
10-扒掌；20-连接臂；30-刮板；
40-路基土层。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参照图3-5，图3为本发明第一实施例提供的扒掌的示意图；图4为沿图3中A-A 线的剖视图；图5为图3中的扒掌的立体图。在本发明的第一实施例中，扒掌包括支架1和耐磨层2。支架1包括支撑部11和工作部12，支撑部11与工作部12连接，工作部12包括迎土面、与迎土面下边沿相交的顶面和与迎土面侧边沿相交的侧面(图中未示出)，耐磨层2 包括附着于工作部12的迎土面和顶面的迎土面耐磨层21和顶面耐磨层22。支撑部11的端部具有凹槽111，凹槽111的开口端开设有同中心的安装孔112。如图6所示，本实施例提供的扒掌处于工作状态时，扒掌10的支撑部11的凹槽 111与连接臂20上的凸起(图中未示出)配合，圆柱销或其他类型的销轴穿过安装孔112 将扒掌10与连接臂20连接，连接臂20的另一端与路基处理车的刮板30连接，路基处理车的刮板30将力传递给扒掌10，扒掌10的工作部12深入路基土层40，工作部12上的迎土面耐磨层21和顶面耐磨层22与路基土层40内的砂石摩擦接触，按图6中箭头方向挖掘路基土层ο本发明第一实施例提供的扒掌，耐磨层2包括附着于支架1的迎土面和顶面的迎土面耐磨层21和顶面耐磨层22，与现有技术相比，由于在支架1的顶面上附着有顶面耐磨层22，对支架1的顶面进行强化，可以提高支架1顶面的耐磨性，提高切削刃的保持能力，减小磨损，提高扒掌的挖掘效率和使用寿命。需要说明的是，还可以对第一实施例提供的扒掌做如下改进如图3和图5所示，耐磨层2还包括附着于工作部12的侧面的侧面耐磨层23。在工作部12的侧面增设侧面耐磨层23可以提高工作部12的侧面的耐磨性，进而可以提高扒掌的使用寿命。具体地，工作部12的侧面耐磨层23为两个，分别与迎土面耐磨层21的两个侧边沿相交。迎土面耐磨层21与顶面耐磨层22垂直，能够提高扒掌的挖掘能力，工作部12的迎土面和顶面可以不垂直，只要保证迎土面耐磨层21和顶面耐磨层22的外表面垂直即可提高扒掌的挖掘能力；两个侧面耐磨层23与迎土面耐磨层21垂直，可以减少侧面耐磨层 23的磨损，提高扒掌的使用寿命。参考图7，图7为本发明第二实施例提供的扒掌的制造方法的流程图。本发明第二实施例提供的扒掌的制造方法，包括步骤100，铸造或锻造支架；步骤200，在支架的工作部的迎土面和顶面熔覆耐磨层。另外，在上述扒掌的制造方法的基础上，进一步地，扒掌的制造方法还包括在支架的工作部的侧面熔覆耐磨层。进一步地，所述熔覆耐磨层为通过高能激光束辐照支架的工作部，同时向工作部添加合金材料；通过多道熔覆层搭接实现冶金结合的耐磨层。具体地，熔覆层的搭接道数为20-30道，每道熔覆层宽度为4-6mm，高度为2_4mm， 熔覆层的搭接率30% 50%。
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在上述实施例中，合金材料为金属基颗粒增强耐磨材料；颗粒由强碳化物形成元素中钛、钒、锆、铌、钨元素合成，具体可以选择钛、锆、钒、铌、钨中的两种以上元素与碳元素合成。在金属基颗粒增强耐磨材料中，颗粒尺寸为0. 5-2微米，均勻分布于亚共晶基体上。颗粒分布密度达到IO5个/mm2。颗粒硬度高，结合强度好，能够有效抵抗外来磨粒的微观切削，耐磨性好。通过激光熔覆工艺加工多道搭接而成的耐磨层，耐磨层与支架为冶金结合，结合强度高，耐磨性好。需要说明的是，上述实施例中，耐磨层还可以采用其他熔覆强化工艺。支架可以采用精密铸造或者锻造工艺加工，支架的材料可以选择合金钢，如 42CrMo、35SiCrMo 等。本实施例提供的扒掌的制造方法，由于在支架的顶面上附着有顶面耐磨层，对支架的顶面进行强化，提高切削刃的保持能力，减小磨损，可以提高支架的顶面的耐磨性，提高扒掌的使用寿命。由于直接在支架的工作部的迎土面和顶面熔覆耐磨层，实现支架和耐磨层的冶金结合，使得耐磨层不易脱落，提高耐磨层的耐磨性，并且省去了现有技术中合金块的切割和焊接的工序，简化生产工艺。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1. 一种扒掌，其特征在于，包括支架和耐磨层；所述支架包括支撑部和工作部，所述支撑部与所述工作部连接；所述工作部包括迎土面、与迎土面下边沿相交的顶面以及与迎土面侧边沿相交的侧所述耐磨层包括附着于所述迎土面和顶面的迎土面耐磨层和顶面耐磨层。
2.根据权利要求1所述的扒掌，其特征在于，所述耐磨层还包括附着于所述侧面的侧面耐磨层。
3.根据权利要求1或2所述的扒掌，其特征在于，所述侧面耐磨层为两个，分别与所述迎土面耐磨层和底面耐磨层的两个侧边沿相交。
4.根据权利要求2所述的扒掌，其特征在于，所述迎土面耐磨层与所述顶面耐磨层垂直；所述侧面耐磨层与所述迎土面耐磨层垂直。
5.根据权利要求1或2所述的扒掌，其特征在于，所述耐磨层为金属基颗粒增强耐磨层。
6.根据权利要求1或2所述的扒掌，其特征在于，所述支撑部的远离所述工作部的一端具有凹槽，所述凹槽的开口端开设有同中心的安装孔。
7.权利要求1-6任一项所述的扒掌的制造方法，其特征在于，包括 铸造或锻造支架；在所述支架的工作部的迎土面和顶面熔覆耐磨层。
8.根据权利要求7所述的扒掌的制造方法，其特征在于，还包括 在所述支架的工作部的侧面熔覆耐磨层；
9.根据权利要求7或8所述的扒掌的制造方法，其特征在于，所述熔覆耐磨层的具体过程为通过激光束辐照所述支架的工作部，同时向所述工作部添加合金材料；通过多道熔覆层搭接实现冶金结合的耐磨层。
10.根据权利要求9所述的扒掌的制造方法，其特征在于，所述熔覆层的搭接道数为 20-30道，每道所述熔覆层宽度为4-6mm，高度为2_4mm，所述熔覆层的搭接率30% 50%。
11.根据权利要求9所述的扒掌的制造方法，其特征在于，所述合金材料为金属基颗粒增强耐磨材料；颗粒为增强相，由钛、钒、锆、铌或钨元素中两种以上元素与碳元素合成。
全文摘要
本发明公开了一种扒掌及其制造方法，包括支架和耐磨层；所述支架包括支撑部和工作部，所述支撑部与所述工作部连接，所述工作部包括迎土面、与迎土面下边沿相交的顶面以及与迎土面侧边沿相交的侧面，所述耐磨层包括附着于所述迎土面和顶面的迎土面耐磨层和顶面耐磨层。本发明提供的扒掌及其制造方法，与现有技术相比，由于在支架的顶面上附着有顶面耐磨层，对支架的顶面进行强化，可以提高支架顶面的耐磨性，提高扒掌的使用寿命。由于在支架的工作部的迎土面和顶面熔覆耐磨层，实现支架和耐磨层的冶金结合，使得耐磨层不易脱落，提高耐磨层的耐磨性，并且省去了现有技术中合金块的切割和焊接的工序，简化生产工艺。
文档编号E01C3/04GK102418351SQ20111029627
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者任伯涛, 孙保林, 孙建军, 焦传江, 王东, 钱兆勇 申请人:北京二七轨道交通装备有限责任公司