一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，采用电弧炉炉温保持在1550～1560℃之间冶炼，加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，钢包吹氩气净化去除杂质，最终钢水内含氧量≤60PPm；严格控制浇注温度使之保持在1550～1560℃范围内，保证优质钢水浇注，型砂采用铬铁树脂砂，落砂后装炉正火，正火温度为900～910℃，在不低于300～500℃温度下去除冒口、修磨精整，用样板检查主动轮凸块位置，粗加工后在550℃左右的温度下回火、在920～930℃的温度下整体调质。提高了主动轮的抗弯、抗扭强度和表面接触强度，提高了传动零件的使用寿命。
【专利说明】一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于金属铸造【技术领域】，涉及一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺。
【背景技术】
[0002]随着国内外露天矿山生产规模的日趋扩大，采矿工艺和设备技术水平日益提高，为了进一步提高企业的经济效益和劳动生产率，降低生产成本，更大规格的矿用挖掘机已经开始逐步取代小规格的挖掘设备，露天采装设备(挖掘机)向大型化发展已经是不可逆转的大趋势。几乎所有的露天矿山在新建、改建和扩建中均选择了性能更加完善、技术水平更先进、可靠性更好、生产效率更高、更易于维护和保养、设备消耗更低、使用寿命更长、价格功能比更优的大规格矿用挖掘机。目前国际上开发生产大型矿用挖掘机的企业主要有美国P&H公司、美国Bucyrus公司、中国太原重工股份有限公司、俄罗斯奥姆斯(OMZ)矿山设备公司和乌拉尔重型机器厂等。主动轮(驱动轮)是大型挖掘机行走部分的主要部件各项性能要求高，现在的制造工艺都采用铸造成型，但铸造工艺和热处理工艺各不相同，要保证内在质量和各种机械性能要求，性能不好易造成磨损或裂断等问题。本发明的铸造工艺，采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，啮合面中频淬火，提高了主动轮的抗弯、抗扭强度和表面接触强度，提高了传动零件的使用寿命。
【发明内容】
[0003]为了解决上述存在的问题，发明了一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺。
[0004]技术方案
[0005]一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，采用电弧炉冶炼，加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，钢包吹氩气净化去除杂质，最终钢水内含氧量< 60PPm (重量比)；严格控制浇注温度使之保持在1550~1560°C范围内，保证优质钢水浇注，浇注时保温；型砂采用铬铁树脂砂，落砂后装炉正火，正火温度为900~910°C，在不低于300~500°C温度下去除冒口、修磨精整，用样板检查主动轮凸块位置，粗加工后在550°C左右的温度下回火、在920~930°C的温度下整体调质。
[0006]浇注时采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，芯子中放一定量的干砂。
[0007]浇注时保温温度为1510_1560°C，时间为4_6小时。
[0008]优质钢水的组成如表1:
[0009]表1:钢水的组成
[0010]
元素CSi ~IbCr ^NiIifo S、P
量(%) 0.30-0.30.3-0.60.5-1.01.0-1.51.3-1.70.20-0.3=^0.010
8O[0011]本发明钢包吹氩气净化时间为2-4分钟，吹入氩气流量使钢包上钢水面翻花即可。
[0012]本发明采用啮合面中频淬火是提高主动轮产品质量。
[0013]发明的显著效果
[0014]本发明的大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，提高了主动轮的抗弯、抗扭强度和表面接触强度，提高了传动零件的使用寿命。铸造的大型矿用挖掘机部件主动轮通过检测铸件完全符合美国ASTM标准，抗拉强度> 130Ksi，实际达到136Ksi;屈服强度≥115Ksi，实际达到118Ksi;延伸率≥11%，实际12% ;断面收缩率≥25%，实际26.5% ;硬度BHN≥320，实际达到327。表面MT (磁粉探伤)探伤达到了 ASTME709、ASTME125线性显示2级的要求，UT (超声波探伤)探伤达到了 ASTMA609标准关键区域I级，其它II级的要求。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例进一步说明要发明，但并不是对本发明的进一步限定。
[0016]大型矿用挖掘机部件主动轮的生产流程:造型——浇注——保温——落砂——热处理——精整。
[0017]实施例1
[0018]采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，最终钢水内含氧量(60PPm，钢包吹氩气钢包上钢水面翻花，维持2分钟，净化去除杂质，造型，严格控制浇注温度使之保持在1550~1560°C范围内，保证优质钢水浇注，型砂采用铬铁树脂砂，保温温度1550°C、时间4小时，采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，落砂后装炉正火，正火温度为900~910°C，在不低于300~500°C温度下去除冒口、修磨精整，用样板检查主动轮凸块位置，粗加工后在550°C左右的温度下回火、在920~930°C的温度下整体调质。
[0019]制备的主动轮性能测试结果为:完全符合美国ASTM标准，抗拉强度为136Ksi ;屈服强度为118Ksi;延伸率12% ;断面收缩率为26.5% ;硬度(BHN)为327。表面MT (磁粉探伤)探伤达到了 ASTME709、ASTME125线性显示2级的要求，UT (超声波探伤)探伤达到了ASTMA609标准关键区域I级，其它II级的要求。
[0020]实施例2
[0021]采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，最终钢水内含氧量(60PPm,钢包吹氩气钢包上钢水面翻花，维持4分钟，净化去除杂质，造型，严格控制浇注温度使之保持在1550~1560°C范围内，保证优质钢水浇注，型砂采用铬铁树脂砂，保温温度1560°C、时间6小时，采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，落砂后装炉正火，正火温度为900~910°C，在不低于300~500°C温度下去除冒口、修磨精整，用样板检查主动轮凸块位置，粗加工后在550°C左右的温度下回火、在920~930°C的温度下整体调质。
[0022]制备的主动轮性能测试结果为:完全符合美国ASTM标准，抗拉强度为135Ksi ;屈服强度为118Ksi;延伸率12% ;断面收缩率为27.5% ;硬度(BHN)为327。表面MT (磁粉探伤)探伤达到了 ASTME709、ASTME125线性显示2级的要求，UT (超声波探伤)探伤达到了ASTMA609标准关键区域I级，其它II级的要求。
[0023]实施例3
[0024]采用电弧炉冶炼钢，用加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，最终钢水内含氧量(60PPm，钢包吹氩气钢包上钢水面翻花，维持3分钟，净化去除杂质，造型，严格控制浇注温度使之保持在1550~1560°C范围内，保证优质钢水浇注，型砂采用铬铁树脂砂，保温温度1550°C、时间5小时，采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，落砂后装炉正火，正火温度为900~910°C，在不低于300~500°C温度下去除冒口、修磨精整，用样板检查主动轮凸块位置，粗加工后在550°C左右的温度下回火、在920~930°C的温度下整体调质。 [0025]制备的主动轮性能测试结果为:完全符合美国ASTM标准，抗拉强度为140Ksi ;屈服强度为120Ksi;延伸率12% ;断面收缩率为26.5% ;硬度(BHN)为328。表面MT (磁粉探伤)探伤达到了 ASTME709、ASTME125线性显示2级的要求，UT (超声波探伤)探伤达到了ASTMA609标准关键区域I级，其它II级的要求。
【权利要求】
1.一种大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，采用电弧炉冶炼，加入铝、稀土和硅锆合金进行强脱氧，钢包吹氩气净化去除杂质，最终钢水内含氧量≤60PPm (重量比)；造型，型砂采用铬铁矿树脂砂，严格控制浇注温度使之保持在155(T156(TC范围内，保证优质钢水浇注，浇注时保温；落砂后装炉正火，正火温度为90(T910°C，在不低于30(T500°C温度下去除冒口，修磨精整，用样板检查主动轮凸块位置，粗加工后在550°C左右的温度下回火、在92(T930°C的温度下整体调质，其特征在于浇注时采用外冷铁辅助冒口达到顺序凝固，芯子中放一定量的干砂。
2.根据权利要求1的铸造工艺，其特征在于钢水元素质量含量为C:0.30%-0.38%，Si:0.3%-0.6%, Mn:0.5%-1.0%, Cr:1.0%_1.5%, Ni:1.3%-1.7%, Mo:0.20%_0.30%, S、P:(0.010%O
3.根据权利要求1的大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，其特征在于所述钢包吹氩气净化是吹入氩气流量使钢包上钢水面翻花，吹氩气净化时间为2-4分钟。
4.根据权利要求1的大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，其特征在于所述浇注时保温温度为1510-1560°C，时间为4-6小时。
5.根据权利要求1的大型矿用挖掘机部件主动轮的铸造工艺，其特征在于所述淬火是啮合面中频 淬火。
【文档编号】C22C33/04GK103695795SQ201310613617
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】陈国祥, 张荫涛, 王建国, 屠建军, 戴超, 李秀清 申请人:湖州中联机械制造有限公司