专利名称：建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法
技术领域：
本发明涉及建筑机械下部行走体的滚轮缘的锻造直接淬火回火方法。
技术背景以往，建筑机械下部行走体的滚轮缘(特开2004-230907号公报)， 如图1的虚线所示那样按照以下的工序制造。(i) 加热粗材(coarse material)后进行热锻，制成滚轮缘形状的坯料。(ii) 对上述滚轮缘形状的坯料，为了赋予耐磨性以及韧性，实施下述 任一规格的热处理。(ii-l) ( a )整体加热淬火—(b )整体加热高温回火—(c )外周 部的高频感应加热淬火—(d)整体加热^f氐温回火 其中，(a)与(b)合在一起称为基体调质。Oi-2)整体加热淬火—(b)整体加热低温回火在上述制造工序中所需要的加热炉数量如下。(i) 锻造一炉xl (炉xn表示需要n个加热炉，下同)(ii) 热处理(ii-l)的规格的热处理的场合整体加热淬火和整体加热高温回火炉x2 用于高频加热的电源xl、以及整体加热低温回火炉xi (ii-2)的规格的热处理的场合整体加热淬火和整体加热低温回火炉x2 专利文献l:特开2004-230907号公才艮发明内容以往的方法，加热粗材并进行锻造，制成滚轮缘形状的坯料以后空冷， 对变为常温的滚轮缘形状的坯料再次加热来进行淬火，对淬火冷却后变为 常温的滚轮缘形状的坯料屡次加热来进行回火，因此分别需要锻造用的加 热炉、淬火加热炉、回火加热炉。在进行基体调质的场合，在用于基体调 质的淬火、回火中还分别需要炉子。其结果，设备庞大，设备费用增大。本发明的目的在于，提供与以往相比可降低炉数量的滚轮缘的制造方法。达到上述目的的本发明如下。 (1 ) 一种建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，是对由中碳合金 钢制成的粗材进行热锻，制成为滚轮缘形状的坯料，利用热锻的热量对坯 料实施淬火，并通过将淬火的冷却中途停止，使坯料芯部的高温热量热传 导至坯料表面部，利用该热量来对坯料的表面部实施回火。(2 )—种建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，其具有以下工序 热锻工序，将由中碳合金钢制成的粗材在加热炉中加热至锻造温度，在锻造温度下对粗材进行热锻，制成为滚轮缘形状的坯料；锻造直接淬火工序，坯料整体的温度从锻造温度下降时，在尚处于Ar3点以上的温度时开始急冷，从而利用热锻的热量来对坯料实施淬火，使坯料表面部的金属组织成为中碳马氏体；自身回火工序，在冷却中途的、坯料表面部的温度从20(TC下降、坯至可低温回火的温度的时刻，将淬火的冷却停止，利用坯料芯部的余热对 坯料的表面部实施回火，使坯料表面部的金属组织由中碳马氏体变为低碳 马氏体与碳化物的混合组织。(3 )根据(1)或(2 )所述的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方 法，其中，利用热锻的热量进行淬火、回火的一系列热处理，在热锻和与 其接续的淬火、回火的一系列热处理中使用的加热炉只是在热锻中使用的 加热炉，采用1次温度循环进行热锻和与其接续的淬火、回火的一系列热处理，所述的l次温度循环为常温-锻造温度-低于锻造温度且在Ao点以 上的温度-坯料表面部的温度从200°C下降、坯料芯部的温度通过余热的热 传导可使坯料表面部的温度上升至可低温回火的温度的温度-常温。(4)根据(1)或(2 )所述的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方 法，其中，滚轮缘的坯料是按重量％计含有0.28 ~ 0.50% C、 0.0005 ~ 0.0040% B、 0.010 ~ 0.060% Ti的中碳低合金钢。(5 )根据(1)或(2 )所述的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方 法，其中，在同一制造厂进行热锻和与其接续的淬火、回火的热处理。发明效果根据上述(l) ~ (5)的本发明的滚轮缘的制造方法，利用热锻的热 量在刚刚热锻之后进行淬火(将其称为"锻造直接淬火")，因此不需要淬 火炉。另外，将淬火的冷却在中途停止而得到与低温回火相同的效果(将 其称为"自身回火，，)，所以不需要低温回火的炉。因此，作为炉，如果有 l个锻造的加热炉就足够。其结果，不需要在以往的(ii-l)的热处理方法 中所需要的用于基体调质的淬火、回火炉x2、用于整体加热低温回火的回 火炉xl，另一方面，不需要在以往的(ii-2)的热处理方法中所需要的用于 整体加热淬火和整体加热低温回火的炉x2，与以往相比，炉数量减少，并 且可大幅度削减设备费用。
具体实施方式
以下，参照图1~图4，说明本发明的滚轮缘的制造方法。 建筑机械的行走部分，如图3和图4所示那样，滚子2 (滚子的别名 也称为滚轮缘、滚轮辊，包括支重轮(track roller )2a、履带托轮( carrier roller) 2b )在履带1上转动，滚轮缘2通过托座4和轴5被i带架3可旋 转地支撑，履带1具有可被由履带架3支撑的链轮驱动的结构。履带1包 括固定履带板7的链节8通过销子 轴瓦9连接成带状而成的部分，滚轮 缘2通过轴承10被由托座4固定的轴5可旋转地支撑着。滚轮缘2在链节8上转动。滚轮缘2的外周面对链节8加载而转动，因此表面部需要强度 和硬度，芯部需要軔性。在本发明中，建筑机械的行走部分的滚轮缘2，按照以下的工序进行 制造。图l表示各工序中的坯料的温度。(i) 在粗材中选定中碳合金钢，以成形为目的，将粗材加热后进行热锻， 制成为滚轮缘形状的坯料。锻造加热温度为约1200 。C。表示坯料成分(重量％)的一例如下C: 0.28 ~ 0.50Si: 0.1 ~ 1.8、Mn: 0.3 ~ 1.8、P: 0~ 0.035、S: 0~ 0.035、Ni: 0~0.25、Cr: 0~1.0、Mo: 0~1.0、Cu: 0~0.35、B: 0.0005~0.0040、Al: 0.010 ~ 0.080、Ti: 0.010 ~ 0.060(ii) 以赋予硬度、强度以及韧性为目的，利用热锻的热量对上述滚轮 缘形状的坯料实施淬火(将其称为"锻造直接淬火")，在中途将上述淬火 的冷却停止，使上述滚轮缘形状的坯料的芯部的高温的热量热传导至坯料 的表面部，利用该热量对上述滚轮缘形状的坯料的表面部实施与回火相同 的效果(将其称为"自身回火，，)。淬火，是在刚刚热锻之后滚轮缘形状的坯料整体的温度从锻造温度(例 如约1200。C，以下用约1200。C表示锻造温度)下降时、尚处在Ar3点以上 的温度(例如约800。C,以下用约800。C表示Ar3点以上的温度)时开始急冷(从坯料外侧喷射水、水溶性淬火液等进行强冷却)，对滚轮缘形状的 坯料的表面部实施淬火。淬火后的滚轮缘形状的坯料的表面部的金属组织 变为中碳马氏体，硬度和强度大，但韧性低一些。将上述淬火的强冷却停止的时刻TQ，是在强冷却停止时刻T。时的滚 轮缘形状的坯料的芯部中的余热通过热传导传递到坯料表面部，在强冷却 停止时刻T。时从200。C下降的上述表面部的温度上升到可低温回火的温度 那样的时刻。由此，能够对上述坯料表面部赋予与低温回火同等的效果(参 照图2)。通过该处理，上述坯料表面部的金属组织由中碳马氏体变成为 (低碳马氏体+碳化物)，虽然硬度和强度降低少许，但韧性提高，可作为 滚轮缘使用。可低温回火的温度根据坯料的成分而变化，但为约200°C。 约200。C例如为200。C士50。C，作为更窄的温度范围为200。C士30。C，作为进 一步狭窄的温度范围为200。C士20。C。以下，用约200。C表示可低温回火的 温度。滚轮缘2在轴向进行2部分分割，制作成2个部分(piece )，通过焊 接或摩擦接合从而接合成1个部分。该焊接或摩擦接合，在"热锻直接淬火 自身回火，，后的喷丸、粗加工之后进行，接合后可实施精加工。在本发明中， "热锻直接淬火自身回火"，可采用1次温度循环(常温-约1200。C-约800。C-约200。C-常温)来进行。与此相对，以往的方法，采用热锻(常温-1200°C-常温) 、基体调质的淬火(常温-约800。C-常温)、基体调质的回火(常温 -约400。C-常温)、外周部的高频感应加热淬火(常温-约1000。C-常温)、 整体加热低温回火(常温-约200。C-常温)的5次温度循环、或者热锻(常 温-1200。C-常温)、整体加热淬火(常温-约800。C-常温)、整体加热低温 回火(常温-约200。C-常温)的3次温度循环来进行。另外，在本发明中， 热锻以及淬火和回火的热处理可在1个炉子中进行。与此相对，以往的方 法在5个炉子或3个炉中进行。对于热锻直接淬火而言，热锻加热温度为约1200°C，奥氏体晶粒的粗 大化使韧性恶化，因此需要添加防止粗大化的元素。在上述的中碳硼钢中 添加有Ti， TiN对防止晶粒粗大化有效。添加0.0005~0.0040重量％的B的理由是确保淬硬性和确保在高硬 度区中的韧性。大型滚轮缘在只添加B难以确保必要的淬硬性的场合，除了 B以夕卜， 还可以添加作为使淬硬性提高的其它元素的Mn、 Cr、 Mo等。 以下说明本发明的作用和效果。本发明的滚轮缘的制造方法，利用热锻的热量(由于热锻的热量，坯 料为处于Ar3点以上的温度的状态，利用热锻的热量)在刚刚热锻之后进 行淬火，因此不需要淬火炉(为了淬火而再加热滚轮缘形状的坯料的炉子)。另外，将淬火的强冷却在中途停止(利用淬火的热量)，得到与低温回 火相同的效果，因此不需要低温回火炉。其结果，作为炉子，有l个热锻的加热炉(将坯料加热至约1200。C的 炉子，该炉子是以往就有的炉子)就足够，不需要以往所需要的用于基体 调质的淬火和回火炉x2，或者用于整体加热淬火和整体加热低温回火的淬 火和回火炉x2，与以往相比，可以削减炉子数，并且可大幅度削减设备费 用。以往，热锻及其后的热处理在各自的制造厂进行，但本发明中，热锻 及其后的热处理在同一制造厂进行，是为了热锻而进行加热后，利用其热量在直到降低到常温为止的期间，不仅进行锻造(从粗材成形为滚轮缘形 状的坯料)，而且还进行淬火和回火等的热处理的方法。本发明的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，可应用于滚轮缘 制造中的热锻、与之接续的淬火、回火的一系列热处理。
图1是本发明的滚轮缘的制造方法中的工序顺序的滚轮缘坯料的温度的变化图(还一并示出以往的坯料的温度的变化)。图2是图1的自身回火工序中的滚轮缘的表面部和芯部的温度变化图。 图3是安装有采用本发明的滚轮缘的制造方法制造的滚轮缘(滚子)的建筑机械的概要侧视图。图4是图3的建筑机械的滚轮缘(滚子)及其近旁的剖面图。 本发明中表示数值范围的"以上，，和"以下"均包括本数。
权利要求
1.一种建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，是对由中碳合金钢制成的粗材进行热锻，制成为滚轮缘形状的坯料，利用所述热锻的热量对所述坯料实施淬火，并通过将所述淬火的冷却中途停止，使所述坯料的芯部的高温热量热传导至所述坯料的表面部，利用该热量来对所述坯料的表面部实施回火。
2. —种建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，其具有以下工序 热锻工序，将由中碳合金钢制成的粗材在加热炉中加热至锻造温度，在所述锻造温度下对所述粗材进行热锻，制成为滚轮缘形状的坯料；锻造直接淬火工序，所述坯料整体的温度从所述锻造温度下降时，在 尚处于Ar3点以上的温度时开始急冷，从而利用所述热锻的热量对所述坯 料实施淬火，使所述坯料的表面部的金属组织成为中碳马氏体；自身回火工序，在冷却中途的、所述坯料的表面部的温度从200。C下述坯料的表面部的温度上升至可低温回火的温度的时刻，将所述淬火的冷 却停止，利用所述坯料的芯部的余热来对所述坯料的表面部实施回火，使混合组织。
3. 根据权利要求1或2所述的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方 法，其中，利用所述热锻的热量进行所述淬火、所述回火的一系列热处理； 在所述热锻和与其接续的所述淬火、所述回火的一系列热处理中使用的加热炉只是在所述热锻中使用的加热炉；采用1次温度循环进行所述热锻和 与其接续的所迷泮火、所述回火的一系列热处理，所述的l次温度循环为常温-锻造温度-低于锻造温度且在Ar3点以上的温度-所述坯料的表面部的 温度从200。C下降、所述坯料的芯部的温度通过余热的热传导可使所述坯 料的表面部的温度上升至可低温回火的温度的温度-常温。
4. 根据权利要求1或2所述的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，其中，所述滚轮缘的坯料是按重量％计含有0.28 ~ 0.50% C、 0.0005 ~ 0.0040% B、 0.010 ~ 0.060% Ti的中碳低合金钢。
5,根据权利要求1或2所述的建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方 法，其中，在同一制造厂进行所述热锻和与其接续的所述淬火、所述回火 的热处理。
全文摘要
一种建筑机械下部行走体的滚轮缘的制造方法，是将由中碳合金钢制成的粗材进行热锻，制成为滚轮缘形状的坯料，利用热锻的热量对坯料实施淬火，并通过将淬火的冷却中途停止，使坯料的芯部的高温热量热传导至坯料的表面部，利用该热量来对坯料的表面部实施回火。根据该方法，可利用热锻的热量进行淬火、回火，不需要用于淬火、回火的加热炉，可减少加热炉的数量。
文档编号C21D9/38GK101283109SQ20068003716
公开日2008年10月8日 申请日期2006年9月22日 优先权日2005年10月7日
发明者内田健三, 大川和英, 森岛刚, 竹野裕之 申请人:都美工业株式会社