大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，主要包，模型准备、造型、涂料烘烤、合箱、熔炼、浇注、开箱、气割、清砂、正火、碳刨、抛丸、打磨、无损检测。本发明的主要用途是为了提供一种简单方便，成本低廉，能够增强大型工程机械高合金钢履带板的使用性能，增强表面耐磨性，延长使用寿命，从而降低维护成本的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法。
【专利说明】大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及履带板的铸造方法，特别是涉及一种大型矿山机械专用高合金钢履带 板的铸造方法。
【背景技术】
[0002] 随着工程机械设计和制造技术的发展与进步，大型工程机械高合金钢履带板的需 求量大幅度增长，对其技术和质量要求不断提高。履带板属于工程机械底盘件之一，用于挖 掘机、推土机等，是制造承受冲击、高载荷的重要零件，其使用条件恶劣，属易损件，对产品 的材质、耐磨性能、承压性能要求苛刻。
[0003] 目前市场上的履带板，采用的是实心设计，材质和制造工艺也各不相同，单片履带 板重量高达800公斤甚至超过1吨重，而一条履带基本由80至100片单片履带板组合而成， 履带的高重量对整套机械严重增加负荷。由于材质需采用高合金钢，行业内所生产的该产 品存在焊接性能差的特点。同时该履带主要应用于矿山机械，表面磨损严重，履带寿命短， 维护成本高昂。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种简单方便，成本低廉，能够增强 大型工程机械高合金钢履带板的使用性能，增强表面耐磨性，延长使用寿命，从而降低维护 成本的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明的一种大型工程机械高 合金钢履带板的调质处理工艺，其中大型工程机械高合金钢履带板的材质成分（％) :c: 0. 28 ?0. 34;Si:0. 30 ?0. 60;Mn:1.30 ?1.55;S:彡0. 015;P:彡0. 015;Cr:0. 40 ? 0.50;Mo:0.3 ?0.35 ;Ni:彡0.2;Cu:彡0.3;Al:0.03 ?0.06 ;V:彡0.02C:0.28 ? 0.34;Si:0.30?0.60;Mn:L30?L55;S:<0.015;P:<0.015;Cr:0.40?0.50; 1〇:0.3?0.35;附：彡0.2;〇1:彡0.3;六1:0.03?0.06;￥:彡0.02，主要包括以下步 骤： (I)模型准备：在造型和制芯前需确认模具合格并做好标识。
[0006] (II)造型：通过碱酚醛树脂砂工艺造型，造型结束后将砂型和模具分开起模。
[0007] (III)涂料烘烤：涂料烘烤离砂型起模时间间隔不得小于2小时，上涂料前进行烘 烤，试温加热烘烤时先采用缓慢均匀加热，加热至砂型表面有水汽溢出时再改为大火烘烤， 砂型表面温度控制在150?180°C直至水汽跑完为止，其中烘烤至少分为2次进行，每次烘 烤间隔半个小时，在砂型温度降至手感不烫时开始刷涂料，其中刷涂料至少为2遍，每遍刷 完均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做标记。其中，在雨季和潮湿天气采用多次烘烤以 保证涂料更优的效果。
[0008] (IV)合箱：型芯检验合格后方可合箱，砂型手感不烫时下芯、合箱，合箱后盖住浇 口和出气孔，合箱结束后，将浇口杯位置插入热风机接口，通过热风机烘烤型腔1?1. 5小 时，当型腔温度达到60?150°C开始浇注。
[0009] (V)熔炼、浇注：在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在690?710°C连续烘烤 保温4小时以上，将所有辅料其中除渣剂除外在250?300°C连续烘烤并保温3小时以上， 钢包经950°C连续高温烘烤50分钟以上，直至钢水出炉，在熔炼前，于中频炉炉底按2. 2% 加入CaO,以便有效达到再起成渣效果，降低S、P含量，同时，炉料全部熔清后，全部除掉氧 化渣，并采取多次重复造渣工艺降低S、P含量，为保证有害元素控制效果，将有害元素S、P 成分进行控制，其中S的含量< 0. 015%，P的含量为< 0. 015%，通过金属元素的配比，其中 Si的含量为0. 35?0. 45%，A1的含量为0. 02?0. 04%，在熔炼、浇注时出钢温度控制在 1630?1640°C，镇静时间不小于5分钟，浇注温度控制在1570?1580°C。其中，Si和A1 元素均为铁素体形成元素，显著提高钢中铬当量，形成高温铁素体，但是Si和A1元素作为 冶炼生产中高效的脱氧剂元素，对控制钢水中的脱氧程度具有重要作用，同时要求控制Si、 A1元素，极大地增加了钢水脱氧难度，提高了铸件中产生氧化夹杂和气孔缺陷的倾向。
[0010] (VI)开箱、气割：因高合金钢裂纹倾向大，采用高温开箱工艺，铸件在浇注保温 3. 5小时后松箱，根据红外线测温仪所测冒口温度来确认开箱时间，开箱温度控制在500? 550°C左右，开箱后铸件立即清除冒口、浇注系统上的砂，并用三层石棉布保温，气割冒口， 保证气割时铸件温度在300°C以上。
[0011] (VII)清砂、正火：待铸件冷却至室温进行清砂，清砂后送入热处理炉，装炉温度 彡200°C，升温速度彡120°C/h，在900?9200°C保温8小时后空冷。
[0012] (VIII)碳刨：铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在440?460°C，再进行冒 口、烧注系统的气割与碳刨工序，并且保证铸件气割碳刨时温度不低于300°C，若温度低于 300°C仍未碳刨完，需要重新加热至450°C再碳刨。
[0013] (IX)抛丸、打磨：铸件经碳刨后抛丸处理，并打磨平整。
[0014] (X)无损检测：铸件打磨平整后进行荧光磁粉、超声波等无损检测，检测铸件有无 裂纹产生。如若检测不合格进行焊补处理。
[0015] 作为优选，所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在160?170°C。
[0016] 作为优选，所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在165°C。
[0017] 作为优选，所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在445?455°C。
[0018] 作为优选，所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在450°C。
[0019] 作为优选，所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在695?705°C连续烘烤。
[0020] 作为优选，所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在700°C连续烘烤。
[0021] 因此，本发明具有如下有益效果：简单方便，成本低廉，能够增强大型工程机械高 合金钢履带板的使用性能，增强表面耐磨性，延长使用寿命，从而降低维护成本。
【具体实施方式】
[0022] 下面对本发明做进一步的描述。
[0023] 实施例1 :一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，包括以下步骤： 步骤1:模型准备，在造型和制芯前需确认模具合格并做好标识。
[0024] 步骤2 :造型，通过碱酚醛树脂砂工艺造型，造型结束后将砂型和模具分开起模。
[0025]步骤3:涂料烘烤，涂料烘烤离砂型起模时间间隔不得小于2小时，上涂料前进行 烘烤，试温加热烘烤时先采用缓慢均匀加热，加热至砂型表面有水汽溢出时再改为大火烘 烤，砂型表面温度控制在150°C直至水汽跑完为止，其中烘烤至少分为2次进行，每次烘烤 间隔半个小时，在砂型温度降至手感不烫时开始刷涂料，其中刷涂料至少为2遍，每遍刷完 均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做标记。
[0026] 步骤4 :合箱，型芯检验合格后方可合箱，砂型手感不烫时下芯、合箱，合箱后盖住 浇口和出气孔，合箱结束后，将浇口杯位置插入热风机接口，通过热风机烘烤型腔1小时， 当型腔温度达到60°C开始浇注。
[0027] 步骤5 :熔炼、浇注，在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在690°C连续烘烤保 温4小时以上，将所有辅料其中除渣剂除外在250°C连续烘烤并保温3小时以上，钢包经 950°C连续高温烘烤50分钟以上，直至钢水出炉，在熔炼前，于中频炉炉底按2. 2%加入CaO， 以便有效达到再起成渣效果，降低S、P含量，同时，炉料全部熔清后，全部除掉氧化渣，并采 取多次重复造渣工艺降低S、P含量，为保证有害元素控制效果，将有害元素S、P成分进行控 制，其中S的含量彡0. 015%，P的含量为彡0. 015%，通过金属元素的配比，其中Si的含量为 0. 35?0. 45%，A1的含量为0. 02?0. 04%，在熔炼、浇注时出钢温度控制在1630°C，镇静 时间不小于5分钟，浇注温度控制在1570°C。
[0028] 步骤6:开箱、气割，因高合金钢裂纹倾向大，采用高温开箱工艺，铸件在浇注保温 3. 5小时后松箱，根据红外线测温仪所测冒口温度来确认开箱时间，开箱温度控制在500°C 左右，开箱后铸件立即清除冒口、浇注系统上的砂，并用三层石棉布保温，气割冒口，保证气 割时铸件温度在300°C以上。
[0029] 步骤7:清砂、正火，待铸件冷却至室温进行清砂，清砂后送入热处理炉，装炉温度 彡200°C，升温速度彡120°C/h，在900°C保温8小时后空冷。
[0030] 步骤8:碳刨，铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在440°C，再进行冒口、浇 注系统的气割与碳刨工序，并且保证铸件气割碳刨时温度不低于300°C，若温度低于300°C 仍未碳刨完，需要重新加热至450°C再碳刨。
[0031] 步骤9:抛丸、打磨，铸件经碳刨后抛丸处理，并打磨平整。
[0032] 步骤10:无损检测，铸件打磨平整后进行荧光磁粉、超声波等无损检测，检测铸件 有无裂纹产生。如若检测不合格进行焊补处理。
[0033] 经上述工艺后的大型矿山机械专用高合金钢履带板的性能为：
【权利要求】
1. 一种大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于，主要包括以下步 骤： (I) 模型准备：在造型和制芯前需确认模具合格并做好标识； (II) 造型：通过碱酚醛树脂砂工艺造型，造型结束后将砂型和模具分开起模； (III) 涂料烘烤：涂料烘烤离砂型起模时间间隔不得小于2小时，上涂料前进行烘烤， 试温加热烘烤时先采用缓慢均匀加热，加热至砂型表面有水汽溢出时再改为大火烘烤，砂 型表面温度控制在150?180°C直至水汽跑完为止，其中烘烤至少分为2次进行，每次烘烤 间隔半个小时，在砂型温度降至手感不烫时开始刷涂料，其中刷涂料至少为2遍，每遍刷完 均要烘烤并且每次烘烤和刷涂料都要做标记； (IV) 合箱：型芯检验合格后方可合箱，砂型手感不烫时下芯、合箱，合箱后盖住浇口和 出气孔，合箱结束后，将浇口杯位置插入热风机接口，通过热风机烘烤型腔1?1. 5小时，当 型腔温度达到60?150°C开始浇注； (V) 熔炼、浇注：在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在690?7KTC连续烘烤保 温4小时以上，将所有辅料其中除渣剂除外在250?300°C连续烘烤并保温3小时以上，钢 包经950°C连续高温烘烤50分钟以上，直至钢水出炉，在熔炼前，于中频炉炉底按2. 2%加 入CaO,以便有效达到再起成渣效果，降低S、P含量，同时，炉料全部熔清后，全部除掉氧 化渣，并采取多次重复造渣工艺降低S、P含量，为保证有害元素控制效果，将有害元素S、P 成分进行控制，S的含量< 0. 015%，P的含量为< 0. 015%，通过金属元素的配比，Si的含 量为0.35?0.45%，A1的含量为0.02?0.04%，在熔炼、浇注时出钢温度控制在1630? 1640°C，镇静时间不小于5分钟，浇注温度控制在1570?1580°C ; (VI) 开箱、气割：因高合金钢裂纹倾向大，采用高温开箱工艺，铸件在浇注保温3. 5 小时后松箱，根据红外线测温仪所测冒口温度来确认开箱时间，开箱温度控制在500? 550°C左右，开箱后铸件立即清除冒口、浇注系统上的砂，并用三层石棉布保温，气割冒口， 保证气割时铸件温度在300°C以上； (VII) 清砂、正火：待铸件冷却至室温进行清砂，清砂后送入热处理炉，装炉温度 彡200°C，升温速度彡120°C /h，在900?9200°C保温8小时后空冷； (VIII) 碳刨：铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在440?460°C，再进行冒 口、烧注系统的气割与碳刨工序，并且保证铸件气割碳刨时温度不低于300°C，若温度低于 300°C仍未碳刨完，需要重新加热至450°C再碳刨； (IX) 抛丸、打磨：铸件经碳刨后抛丸处理，并打磨平整； (X) 无损检测：铸件打磨平整后进行荧光磁粉、超声波等无损检测，检测铸件有无裂纹 产生。
2. 根据权利要1所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于， 所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在160?170°C。
3. 根据权利要2所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于， 所述涂料烘烤时砂型表面温度控制在165°C。
4. 根据权利要1所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于， 所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在445?455°C。
5. 根据权利要4所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于， 所述铸件正火热处理后，通过五层石棉布保温在450°C。
6. 根据权利要1所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于， 所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在695?705 °C连续烘烤。
7. 根据权利要6所述的大型矿山机械专用高合金钢履带板的铸造方法，其特征在于， 所述在熔炼前将所有原材料进行脱氢处理并在700°C连续烘烤。
【文档编号】C22C38/24GK104368752SQ201410580250
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】谢小兵 申请人:中核苏阀横店机械有限公司