CN103205551A

CN103205551A - 支重轮的热处理加工方法

Info

Publication number: CN103205551A
Application number: CN2013101623537A
Authority: CN
Inventors: 马强; 王亚琳; 赵燕堂; 李来新; 刘灿灿; 郭静; 张代礼
Original assignee: Shantui Chutian Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Shantui Chutian Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明提供了一种支重轮的热处理加工方法，该方法将支重轮坯料依次进行锻造加热、锻造，然后利用所述锻造后的余热进行淬火，得到淬火后的支重轮，所述锻造后的余热温度为800℃～950℃，所述淬火冷却的时间为100s～200s；将所述淬火后的支重轮进行回火，得到支重轮。本发明利用锻造后的余热进行淬火，将锻造与热处理紧密结合，同时发挥形变强化与热处理强化的作用，改善了支重轮轮体的综合力学性能。实验结果表明，本发明加工得到的支重轮轮体的综合力学性能比现有技术提高了10%～15%。另外，本发明减少了后续淬火的重新加热，不但提高了生产效率，而且显著降低了能耗，降低了制造成本，符合节能减排、绿色生产的要求。

Description

支重轮的热处理加工方法

技术领域

本发明涉及工程机械底盘件热处理技术领域，特别涉及一种支重轮的热处理加工方法。

背景技术

支重轮是工程机械底盘件的重要部件，广泛应用于各种工程机械如挖掘机、推土机和特种机械中。其中，当应用于挖掘机或推土机中时，支重轮的主要作用是支撑着挖掘机或推土机的重量，让履带沿着轮子前进。因此，支重轮需具有良好的综合力学性能。

目前，加工支重轮的现有技术是将坯料依次进行锻造加热、锻造，锻造后冷却到室温，然后进行机械粗加工，粗加工完成后，再次加热进行淬火，最后依次经过回火、机械精加工，即完成生产。其中，淬火是指将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质即淬火液中进行快速冷却的金属热处理工艺。通过淬火与回火的配合，可以大幅度提高金属工件的强度和韧性等综合力学性能，以满足不同的使用需求。

现有的支重轮加工生产工艺采用两次加热来完成整个轮体的生产，但是，所生产的支重轮轮体的综合力学性能仍有待进一步提高。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种支重轮的热处理加工方法，该方法能使支重轮轮体的综合力学性能有所提高，同时能降低电能消耗及生产成本。

本发明提供一种支重轮的热处理加工方法，包括以下步骤：

将支重轮坯料依次进行锻造加热、锻造，然后利用所述锻造后的余热进行淬火，得到淬火后的支重轮，所述锻造后的余热温度为800℃～950℃，所述淬火冷却的时间为100s～200s；

将所述淬火后的支重轮进行回火，得到支重轮。

优选的，所述淬火冷却后的余热温度为150℃～250℃。

优选的，所述淬火采用PAG淬火液进行局部喷液冷却。

优选的，所述PAG淬火液的质量浓度为4%～10%，所述PAG淬火液的温度为20℃～40℃。

优选的，所述回火的温度为180℃～230℃。

优选的，所述锻造加热的温度为1150℃～1250℃。

与现有技术相比，本发明将支重轮坯料依次进行锻造加热、锻造，然后利用所述锻造后的余热进行淬火，得到淬火后的支重轮，所述锻造后的余热温度为800℃～950℃，所述淬火冷却的时间为100s～200s；将所述淬火后的支重轮进行回火，得到支重轮。本发明利用锻造后的余热进行淬火，将锻造与热处理紧密结合，同时发挥形变强化与热处理强化的作用，从而改善了支重轮轮体的综合力学性能。实验结果表明，本发明加工得到的支重轮轮体的综合力学性能比现有技术提高了10%～15%。

另外，本发明减少了后续淬火的重新加热，不但提高了生产效率，而且显著降低了能耗，降低了制造成本，符合国家大政方针中节能减排、绿色生产的要求。

附图说明

图1为本发明实施例加工得到的支重轮示意图，其中，图a为产品示意图，图b为尺寸示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供了一种支重轮的热处理加工方法，包括以下步骤：

将所述淬火后的支重轮进行回火，得到支重轮。

本发明首先将支重轮坯料进行锻造加热，以便进行后续的锻造和淬火等工序。

本发明对所述支重轮坯料的材质和尺寸等没有特殊限制，其中，所述支重轮坯料的材质优选为45钢、40Mn2钢和42CrMo钢中的任一种，更优选为40Mn2钢，广泛用于制造重负荷条件下工作的零件。所述锻造加热的温度优选为1150℃～1250℃，更优选为1170℃～1230℃，最优选为1180℃～1230℃，利于后续的锻造和淬火等工序。

加热至一定的温度后，本发明将锻造加热后的支重轮坯料进行锻造，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的支重轮。

在本发明中，所述锻造为本领域技术人员熟知的技术手段，可以包括预锻、终锻和切边冲孔等，本发明对此并无特殊限制。

锻造结束后，本发明利用锻造后的余热进行淬火，所述锻造后的余热温度为800℃～950℃，即，当所述锻造后的余热温度为800℃～950℃、优选为850℃～900℃时进行淬火；所述淬火冷却的时间为100s～200s，优选为130s～180s。

在本发明中，利用锻造后的余热对锻造后的支重轮进行淬火，将锻造与热处理紧密结合，同时发挥形变强化与热处理强化的作用，达到图纸所要求的支重轮轮体表面硬化层、表面硬度和心部硬度的要求，从而改善支重轮轮体的综合力学性能。

另外，本发明减少了后续淬火的二次外部加热，能降低约0.6kW·h/kg的电能消耗，不但提高了生产效率，而且显著降低了能耗，降低了制造成本，达到了节能减排、绿色生产的要求。

在本发明中，所述淬火优选采用PAG淬火液进行局部喷液冷却，对支重轮轮体不同部位的喷液流量及时间进行控制。其中，所述PAG淬火液是以聚烷撑二醇（简称PAG）为主，并添加其他提供辅助性能的添加剂而制成的水溶性淬火介质。本发明采用本领域常用的PAG淬火液即可，所述PAG淬火液的质量浓度优选为4%～10%，更优选为6%～8%。

所述PAG淬火液的温度优选为20℃～40℃，更优选为25℃～35℃，更好地起到冷却作用。所述冷却的时间优选为100s～200s，更优选为130s～180s，实现支重轮精确淬火。所述淬火冷却后的温度优选为150℃～250℃，更优选为160℃～200℃。

完成淬火后，本发明将淬火后的支重轮送入回火炉内进行回火，得到支重轮。

所述回火是工件淬硬后加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，其目的是：（1）消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；（2）调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；（3）稳定组织与尺寸，保证精度；（4）改善和提高将该性能等。

在本发明中，所述回火的温度优选为180℃～230℃，更优选为190℃～200℃，保持淬火工件较高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性。作为优选，所述回火应在完成淬火后60s内进行，淬火后的支重轮立即进入回火炉中进行及时回火，不但可避免淬火件可能发生的变形或开裂，而且利于提高支重轮的性能，并有利于节能环保。所述回火保温的时间优选为1h～3h，更优选为1h～2h。本发明通过淬火与回火配合，可大幅度提高金属工件的强度、韧性和疲劳强度等，使综合力学性能得以改善，以满足使用要求。

回火后，本发明再经水冷、抛丸和探伤等工序，确保无裂纹件流出，得到成品支重轮。所述水冷、抛丸和探伤为本领域技术人员熟知的技术手段，本发明对此并无特殊限制。

得到支重轮后，本发明对其进行性能测试，测试拉伸力学性能及冲击值等。测试方法为本领域技术人员熟知的方法，测试结果显示，本发明加工得到的支重轮轮体的综合力学性能比现有技术提高了10%～15%，表明所述支重轮的具有较好的综合力学性能。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的支重轮的热处理加工方法进行具体描述。

实施例1

将材料为40Mn2、尺寸为φ为90mm的原始棒料加热至1200℃后进行预锻、终锻和切边冲孔，锻造结束后，当锻造后的余热温度为900℃时进行淬火，淬火冷却的时间为120s，淬火采用质量浓度为6%、温度为32℃的PAG淬火液进行局部喷液冷却，淬火冷却后支重轮的余热温度为180℃；

在完成淬火60s内将淬火后的支重轮送入回火炉内进行回火，回火的温度为200℃，回火保温的时间为1h，经水冷、抛丸和探伤后，得到支重轮，所述支重轮如图1所示，图1为本发明实施例加工得到的支重轮示意图，其中，图a为产品示意图，图b为尺寸示意图。

得到支重轮后，按照上文所述的方法对其检验。测试结果显示，其轮体表面硬度为53HRC，轮体踏面硬化层为10mm，心部硬度为30HRC，符合图纸设计要求；其心部屈服强度为947MPa～978MPa，抗拉强度为978MPa～1000MPa，冲击值在27J/cm²～35J/cm²。上述结果表明所述支重轮的具有较好的综合力学性能。

比较例1

对于实施例1同一支重轮，将支重轮坯料加热至1200℃后进行预锻、终锻和切边冲孔，锻造结束后，将支重轮锻件冷却至室温进行粗加工，得到粗加工后的支重轮；

然后将粗加工后的支重轮再次加热至840℃后进行淬火，淬火冷却的时间为120s，淬火采用质量浓度为6%、温度为32℃的PAG淬火液进行局部喷液冷却，淬火冷却后支重轮的余热的温度为180℃；

将淬火后的支重轮送入回火炉内进行回火，回火的温度为200℃，回火保温的时间为1h，经水冷、抛丸和探伤后，得到支重轮。

得到支重轮后，按照上文所述的方法对其进行性能测试。测试结果显示，其心部屈服强度为825MPa～840MPa，抗拉强度为886MPa～896MPa，冲击值在22.6J/cm²～32.8J/cm²。

由以上实施例和比较例可知，本发明加工得到的支重轮轮体的综合力学性能比现有技术提高了10%～15%。表明采用本发明的支重轮的加工方法能使支重轮轮体的综合力学性能有所提高。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种支重轮的热处理加工方法，包括以下步骤：

将所述淬火后的支重轮进行回火，得到支重轮。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火冷却后的余热温度为150℃～250℃。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述淬火采用PAG淬火液进行局部喷液冷却。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述PAG淬火液的质量浓度为4%～10%，所述PAG淬火液的温度为20℃～40℃。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述回火的温度为180℃～230℃。

6.根据权利要求1～5任一项所述的加工方法，其特征在于，所述锻造加热的温度为1150℃～1250℃。