CN103834850A - 一种重型链轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型链轮及其制造方法，重型链轮包括如下质量份成分：碳：0.3～0.6；硅：0.4～0.5；锰：0.6～0.7；铁：95～98；钛：0.2～0.3；钒：0.25～0.35；钼：0.03～0.04；铬：0.1～0.2；铌：0.05～0.06；铜：0.02～0.03；硫：0.1～0.2；磷：0.04～0.05；铝：0.2～0.3；硼：0.06～0.08。其制造方法包括如下步骤：选择半封闭浇注***，在铸件四周的齿面和链轮铸件中心设置等高保温冒口，在等高保温冒口的底部设置横浇口，最后在铸件的底部增设冷铁。当注浇温度达到1780℃时，链轮落砂，凝固后切去浇冒口和等高保温冒口，然后进行正火和回火处理，最后进行粗加工。将粗加工后的链轮毛坯通过冷却装置，使链轮毛坯在气体淬火中发生相***化，退火然后进行抛光处理和内孔珩磨。

Description

一种重型链轮及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种重型链轮及其制造方法。

背景技术

重型机械运输主要靠链轮带动圆环链运动，从而带动物料运输，链轮要比圆环链磨损快。因此，链轮是主要部件，链轮的耐用程度决定了重型机械的质量好坏。链轮体积、重量都较大，属于单件小批量生产，其质量要求高，工作表面和铸件本体不得有缩孔和缩松。在传统链轮制造工艺中，缩孔、缩松和偏析现象比较严重，缩孔端部的自由表面因收缩面留下皱折痕迹，在应力作用下容易形成应力集中而导致在热处理后缩孔内产生裂纹或者铸件开裂，不仅减少了铸件的有效截面积，还使铸件的力学性能下降，在连续的工作条件下使得痕迹越来越大，最后导致链轮的损坏，从而影响机械的寿命；缩松是分散的细小空洞，出现在铸件的厚截面部位，沿边缘分散分布，缩松容易造成铸件内部断裂，影响铸件的使用寿命；偏析是由于铸件在凝固过程中在缩孔表面成分偏析的结果，同时由于抛光面使用了抛光粉，使其表面存在一些抛光粉，铸件在抛光时使用寒磨、抛光后缩孔表面形成一些铁氧化物，附着在缩孔表面形成偏析，降低了铸件的质量。所以提高机械的使用寿命就必须提高链轮的使用寿命。以往生产中主要是根据积累经验和工人的操作熟练程度进行的，为保证铸件质量，采用保守工艺，浪费较多的金属。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造简单、成本低廉、环保节能、综合性能好的重型链轮及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种重型链轮，其特征在于包括如下质量份：碳：0.3～0.6；硅：0.4～0.5；锰：0.6～0.7；铁：95～98；钛：0.2～0.3；钒：0.25～0.35；钼：0.03～0.04；铬：0.1～0.2；铌：0.05～0.06；铜：0.02～0.03；硫：0.1～0.2；磷：0.04～0.05；铝：0.2～0.3；硼：0.06～0.08。

上述重型链轮的制造方法，其特征在于包括如下步骤：选择半封闭浇注***，通过直浇道、横浇道把钢水引到铸件底部，再由内浇道从底部注入型腔，铸件水平放置，并位于下箱。注浇过程中，先在链轮铸件四周的齿面上至少设置有2个圆柱形等高保温冒口，在链轮铸件中心设置1个浇冒口，然后在齿面等高保温冒口的底部设置横浇口，最后在铸件的底部增设冷铁，同时减短横浇道的长度，当t=150s时，由于链轮齿壁薄，散热快，首先开始凝固；当t=230s时，链轮齿结束凝固，凝固过程从铸件上下端面、左右侧壁向铸件中部扩展，孤立液相区转移，消除了此处的缩孔、缩松缺陷；当t=850s时，浇冒口对铸件进行补缩；当t=1200s时，铸件结束凝固，孤立液相区转移到浇冒口，浇冒口有效的补缩铸件，使热节完全转移到浇冒口中，实现了从铸件到冒口的顺序凝固。当注浇温度达到1700～1800℃时，链轮落砂，完全凝固后切去浇冒口和等高保温冒口，然后进行正火（850±10℃）和回火（650±10℃）热处理，最后进行粗加工。将粗加工后的链轮毛坯通过以氦气为主的冷却装置，使链轮毛坯在气体淬火中发生相***化，7～10分钟后进行800～900℃退火处理，然后进行抛光处理，最后进行内孔珩磨。

进一步，等高保温冒口低于浇冒口，等高保温冒口的一侧连接在链轮铸件四周的齿面上，等高保温冒口的另一侧呈封闭半圆弧状；

进一步，浇注温度为1780℃。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

提高重型链轮的刚度、强度、耐磨性和腐蚀性能，延长重型链轮的使用寿命。低含量硅、锰、钛三元合金综合强化获得马氏体组织，材料的硬度和韧性有良好的匹配关系，增强了链轮的耐磨性和抗腐蚀性。少量的钒、钛具有析出强化、固熔强化以及细化晶粒的作用，能改善链轮的综合性能。铬、镍、钒在经过热处理后，抗拉强度、屈服强度显著提高，淬火硬度高，增加了抗磨能力和抗压溃能力。钼、铌、硼与钒、钛结合能显著提高屈服强度。碳、磷、硫增加能提高屈服点和抗拉强度，增加链轮铸件的冷脆性和时效敏感性。铜、铝提高链轮铸件的强度和韧性，细化晶粒提高冲击韧性。浇注过程当t=150s时，由于链轮齿壁薄，散热快，首先开始凝固；当t=230s时，链轮齿结束凝固，凝固过程从铸件上下端面、左右侧壁向铸件中部扩展，孤立液相区转移，消除了此处的缩孔、缩松缺陷；当t=850s时，浇冒口对铸件进行补缩；当t=1200s时，铸件结束凝固，孤立液相区转移到浇冒口，浇冒口有效的补缩铸件，使热节完全转移到浇冒口中，实现了从铸件到冒口的顺序凝固。

具体实施方式

本发明一种重型链轮，包括如下质量份：碳：0.3～0.6；硅：0.4～0.5；锰：0.6～0.7；铁：95～98；钛：0.2～0.3；钒：0.25～0.35；钼：0.03～0.04；铬：0.1～0.2；铌：0.05～0.06；铜：0.02～0.03；硫：0.1～0.2；磷：0.04～0.05；铝：0.2～0.3；硼：0.06～0.08。

上述重型链轮的制造方法，包括如下步骤：选择半封闭浇注***，通过直浇道、横浇道把钢水引到铸件底部，再由内浇道从底部注入型腔，铸件水平放置，并位于下箱。注浇过程中，先在链轮铸件四周的齿面上至少设置有2个圆柱形等高保温冒口，在链轮铸件中心设置1个浇冒口，然后在齿面等高保温冒口的底部设置横浇口，等高保温冒口低于浇冒口，等高保温冒口的一侧连接在链轮铸件四周的齿面上，等高保温冒口的另一侧呈封闭半圆弧状，最后在铸件的底部增设冷铁，同时减短横浇道的长度，当t=150s时，由于链轮齿壁薄，散热快，首先开始凝固；当t=230时，链轮齿结束凝固，凝固过程从铸件上下端面、左右侧壁向铸件中部扩展，孤立液相区转移，消除了此处的缩孔、缩松缺陷；当t=850s时，浇冒口对铸件进行补缩；当t=1200s时，铸件结束凝固，孤立液相区转移到浇冒口，浇冒口有效的补缩铸件，使热节完全转移到浇冒口中，实现了从铸件到冒口的顺序凝固。浇注温度为1700～1800℃。当注浇温度达到1780℃时，链轮落砂，完全凝固后切去浇冒口和等高保温冒口，然后进行正火（850±10℃）和回火（650±10℃）热处理，最后进行粗加工。将粗加工后的链轮毛坯通过以氦气为主的冷却装置，使链轮毛坯在气体淬火中发生相***化，7～10分钟后进行800～900℃退火处理，使链轮材料表面退火硬度达到HB180～230，然后进行抛光处理进而内孔珩磨。本发明的各项数据如表1至表5所示。

表1本发明材料的化学成分

表2本发明的热物性参数

表3本发明的淬火硬度

表4本发明的回火硬度

表5本发明在等温调制时的力学性能及金相组织

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种重型链轮，其特征在于包括如下质量份：碳：0.3～0.6；硅：0.4～0.5；锰：0.6～0.7；铁：95～98；钛：0.2～0.3；钒：0.25～0.35；钼：0.03～0.04；铬：0.1～0.2；铌：0.05～0.06；铜：0.02～0.03；硫：0.1～0.2；磷：0.04～0.05；铝：0.2～0.3；硼：0.06～0.08。

2.制造如权利要求1所述的一种重型链轮的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、选择半封闭式浇注***，通过直浇道、横浇道把钢水引到铸件底部，再由内浇道从底部注入型腔，铸件水平放置，并位于下箱；

b、注浇过程中，先在链轮铸件四周的齿面上至少设置有2个圆柱形等高保温冒口，在链轮铸件中心设置1个浇冒口，然后在齿面等高保温冒口的底部设置横浇口，最后在铸件的底部增设冷铁，同时减短横浇道的长度；

c、当注浇温度达到1700～1800℃时，链轮落砂，完全凝固后切去浇冒口和等高保温冒口，然后进行正火（850±10℃）和回火（650±10℃）热处理，最后进行粗加工；

d、将粗加工后的链轮毛坯通过以氦气为主的冷却装置，使链轮毛坯在气体淬火中发生相***化，7～10分钟后进行800～900℃退火处理，然后进行抛光处理，最后进行内孔珩磨。

3.根据权利要求2所述的一种重型链轮的制造方法，其特征在于：所述步骤b的等高保温冒口低于浇冒口，等高保温冒口的一侧连接在链轮铸件四周的齿面上，等高保温冒口的另一侧呈封闭半圆弧状。

4.根据权利要求2所述的一种重型链轮的制造方法，其特征在于：所述步骤c的浇注温度为1780℃。