专利名称：一种凿岩机钎尾热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于金属工件热处理技术领域，涉及一种凿岩机钎尾热处理工艺。
背景技术：
凿岩机钎尾工作时，其尾部端面直接承受凿岩机活塞的冲击接触，将活塞运动的冲击功从钎尾尾端传递到钎杆及钎头，从而进行凿岩作业。同时，钎尾零件的花键处，在凿岩机转动套的带动下传递扭距，使整个钎具系统转动。钎尾的内孔，受快速流水的冲刷，以及矿山凿岩的潮湿环境，钎尾是在有矿水腐蚀条件下工作的。因此钎尾的工作环境复杂，质量要求高。目前用于矿山开采、土方工程的凿岩机钎尾在热处理生产过程中大部分采用渗 碳(渗层深度0. 8-1. Omm)—淬火(820°C )—低温回火(200°C )工艺，工艺简单，钎尾疲劳寿命低、耐磨性能差，从而造成钎尾在使用过程中，脆性破损频繁，尾部端面损坏严重，疲劳寿命短，严重影响了使用效果。钎尾的平均寿命仅达到1000米/支。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种可显著提高钎尾使用寿命的凿岩机钎尾热处理方法。为此，本发明采用如下技术方案
一种凿岩机钎尾热处理工艺，包括如下工艺步骤
(1)碳氮共渗；
(2)高温回火；
(3)—次高温淬火；
(4)二次亚温淬火；
(5)低温回火；
(6)喷丸处理。碳氮共渗步骤中，以氨气为渗氮剂；以煤油为渗碳剂。高温回火步骤中，回火温度为700°C。一次高温淬火步骤中，淬火温度为910°C -920°C。二次亚温淬火步骤中，淬火温度为810°C -820°C。低温回火步骤中，回火温度为200°C。碳氮共渗具体过程如下炉温930°C时装入工件，以3. 3L/min的速率通入氨气直至工件出炉；装入工件后控制煤油滴量为65D/min，保温8小时；然后降低煤油滴量至40D/min,保温5小时；降低炉温至780°C，控制煤油滴量为30D/min，保温5小时；工件出炉冷却。(文中“D/min”表示“滴/分钟”，下同)
相比于单一渗碳，碳氮共渗的渗层表面具有更高的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时氮降低了奥氏体形成温度，可以在较低温度下进行共渗。另外碳氮共渗的渗速较快，缩短了工艺周期。具体地，采用930°C _780°C的分段碳氮共渗工艺，可在钎尾表面层形成硬而脆的碳氮化合物组织，共渗层深度达到2. 0-2. 4mm,面层含碳量0. 8-1. 0%，面层含氮量0. 2-0. 4%，表面硬度可达到62-64HRC ;从而明显提高了钎尾耐磨性与接触疲劳强度。碳氮共渗后，增加高温回火工艺，700°C盐浴炉内保温0.5小时，油冷，从而减少表面残余奥氏体数量。一次淬火时提高淬火温度，温度为910°C _920°C，保温10分钟，油淬，获得板条马氏体组织。二次亚温淬火时采用810°C _820°C，保温10分钟，油淬，进一步细化晶粒。200°C低温回火从而减少残余应力，采用喷丸处理使钎尾表层产生残余压应力，这对抑制钎尾疲劳裂纹的产生有重要意义。综上，本发明的有益效果在于明显提高钎尾的疲劳寿命、耐磨性能、表面硬度等关键技术指标，从而避免了钎尾在使用过程中脆性破损频繁、尾部端面损坏严重，疲劳寿命短的缺陷；采用本发明工艺处理的钎尾的平均寿命达到2900米/支；适用范围广，可适用于各种规格型号钎尾的热处理。
具体实施方式
一种凿岩机钎尾热处理工艺，包括如下工艺步骤
(I)碳氮共渗以氨气为渗氮剂，以煤油为渗碳剂；炉温930°C时装入工件，以3. 3L/min的速率通入氨气直至工件出炉；装入工件后控制煤油滴量为6ro/min，保温8小时，然后降低煤油滴量至40D/min，保温5小时，此阶段为强渗阶段；降低炉温至780°C，控制煤油滴量为30D/min，保温5小时，此阶段为扩散阶段；工件出炉冷却。(2)高温回火在700°C下将工件于盐浴炉内保温0. 5小时，油冷，从而减少表面残余奥氏体数量；
(3)一次高温淬火；淬火温度为910°C _920°C，淬火时间10分钟，油淬，获得板条马氏体组织。(4) 二次亚温淬火淬火温度为810°C _820°C，淬火时间10分钟，油淬，进一步细化晶粒。(5)低温回火；回火温度200°C，减小工件淬火时产生的残余应力；
(6)喷丸处理，在钎尾表层产生一残余压应力层。经测定，采用上述工艺方法处理得到的钎尾具有如下技术指标碳氮共渗层深度为2. 3mm，面层含碳量0. 9%，面层含氮量0. 4%，表面硬度为623HRC ;使用寿命达到3000米/支。
权利要求
1.一种凿岩机钎尾热处理工艺，包括如下工艺步骤 (1)碳氮共渗； (2)高温回火； (3)—次高温淬火； (4)二次亚温淬火； (5)低温回火； (6)喷丸处理。
2.根据权利要求I所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，碳氮共渗步骤中，以氨气为渗氮剂。
3.根据权利要求2所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，碳氮共渗步骤中，以煤油为渗碳剂。
4.根据权利要求I所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，高温回火步骤中，回火温度为700°C。
5.根据权利要求I所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，一次高温淬火步骤中，淬火温度为910°C -920°C。
6.根据权利要求I所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，二次亚温淬火步骤中，淬火温度为810°C -820°C。
7.根据权利要求I所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，低温回火步骤中，回火温度为200°C。
8.根据权利要求I所述的一种凿岩机钎尾热处理工艺，其特征在于，碳氮共渗具体过程如下炉温930°C时装入工件，以3. 3L/min的速率通入氨气直至工件出炉；装入工件后控 制煤油滴量为6ro/min，保温8小时；然后降低煤油滴量至40D/min，保温5小时；降低炉温至780°C，控制煤油滴量为30D/min，保温5小时；工件出炉冷却。
全文摘要
本发明涉及一种凿岩机钎尾热处理工艺，包括如下工艺步骤(1)碳氮共渗；(2)高温回火；(3)一次高温淬火；(4)二次亚温淬火；(5)低温回火；(6)喷丸处理。其中，碳氮共渗步骤中，以氨气为渗氮剂;以煤油为渗碳剂。高温回火步骤中，回火温度为700℃一次高温淬火步骤中，淬火温度为910℃-920℃。二次亚温淬火步骤中，淬火温度为810℃-820℃。低温回火步骤中，回火温度为200℃。利用本发明能够明显提高钎尾的疲劳寿命、耐磨性能、表面硬度等关键技术指标；采用本发明工艺处理的钎尾的平均寿命可达到2900米/支；适用范围广，可适用于各种规格型号钎尾的热处理。
文档编号C21D1/18GK102776520SQ20121027433
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者任永谦, 李琦, 梁友乾, 温涛, 王亚虎, 王晨 申请人:西北矿冶研究院