CN107287533A - 铲刀制备方法及铲刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铲刀制备方法及铲刀,该铲刀制备方法包括:冶炼高纯度合金作为原料,将原料加工成铲刀毛坯料;对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;对铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀;其中,高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以高纯度合金采用的成分设计为(wt%):钒:0.016‑0.019,铬:0.014‑0.017,硼:0.001‑0.002,碳:0.22‑0.25,镍:0.0017‑0.0019,锰:1.11‑1.13,钛:0.0013‑0.0021,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造领域,具体地,涉及一种铲刀制备方法及铲刀。
背景技术
推土机是以拖拉机为原动机械,另加切土刀片的推土器组成的机械;用以清除土地、道路构筑物或类似的工作。我国生产推土机,是新中国成立以后才开始的。最初是在农用拖拉机上加装推土装置。随着国民经济的发展,大型矿山、水利、电站和交通等部门对中大型履带式推土机的需求不断增加,我国中大型履带式推土机制造业虽有较大发展,但已不能满足国民经济发展的需要。为此,自1979年以来,我国先后从日本小松公司和美国卡特彼勒公司引进了履带式推土机生产技术、工艺规范、技术标准及材料体系,经过消化吸收和关键技术的攻关,形成了以20世纪80-90年代小松技术产品为主导的格局。从20世纪60年代至今,国内推土机行业的生产企业一直稳定在4家左右,原因是推土机产品的加工要求高、难度大,批量生产需要较大的投入,因此一般企业不敢轻易涉足。
而推土机在工作时却往往碰到很多问题,其中最主要的一点就是,推土机铲刀容易磨损,目前现有的高强耐磨钢多为高锰钢或高锰调质钢,该类高强耐磨钢一般只能满足硬度上的要求,强度、韧性、抗磨损性能及加工性能方面的匹配性均不理想,使用过程中,容易断裂,发生形变后无法还原,并且焊接性能不好。同时还存在更换铲刀步骤极为复杂,非专业人士不便更换的问题。
因此有必要研发一种因此有必要开发一种强度、韧性及耐磨性等综合性能好的铲刀制备方法及铲刀。
发明内容
本发明提出了一种铲刀制备方法,通过该方法制备的铲刀强度、韧性及耐磨性等综合性能好,同时提出了一种铲刀,该铲刀安装及拆卸更为便捷。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面提出了一种铲刀制备方法,包括:
冶炼高纯度合金作为原料,将所述原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对所述铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对所述铲刀成品上的所述安装孔进行精加工获取铲刀;
其中,所述高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以所述高纯度合金采用的成分设计为(wt%):所述钒:0.016-0.019,所述铬:0.014-0.017,所述硼:0.001-0.002,所述碳:0.22-0.25,所述镍:0.0017-0.0019,所述锰:1.11-1.13,所述钛:0.0013-0.0021,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
优选地,所述高纯度合金通过真空炉或真空自耗炉冶炼。
优选地,将所述原料加工成铲刀毛坯料包括:对原料进行退火所述退火温度为1000-1300℃获取铲刀毛坯料。
根据本发明的另一方面提出了一种铲刀,所述铲刀包括套设安装部及螺栓安装部,所述螺栓安装部设置于所述套设安装部两侧,所述螺栓安装部的宽度大于所述套设安装部的宽度。
优选地,还包括安装孔,所述安装孔开设在所述螺栓安装部上。
优选地,所述套设安装部的截面为V字形,所述V字形的夹角为30°-60°。
优选地,所述套设安装部的前端与所述螺栓安装部的前端平齐。
优选地,所述套设安装部前端长度小于所述套设安装部末端长度。
本发明的有益效果在于:通过本发明提供的铲刀制备方法制备的铲刀综合性能优良,力学性能稳定,具有良好的强度、韧性以及耐磨性,硬度稳定均匀,加工性能好。同时本发明采用对毛坯料预先开设安装孔,解决了现有技术中对成品铲刀开设安装孔加工效率低的问题。通过本发明的铲刀,采用套设及螺栓联合固定的方式代替传统单一的螺栓固定方式,减少了安装孔的开设个数,通过套设安装,便于铲刀安装时的定位使铲刀安装更为方便。同通过使用发现推土机铲刀两端磨损较为严重,通过螺栓安装部的宽度大于套设安装部的宽度使铲刀中间略窄两端略宽,充分配合推土机的使用特征使减轻了铲刀的重量、节省了材料、降低了生产成本。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的铲刀示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施方式的铲刀俯视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一方面提供了一种铲刀制备方法,包括:
冶炼高纯度合金作为原料,将原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀;
其中,高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以高纯度合金采用的成分设计为(wt%):钒:0.016-0.019,铬:0.014-0.017,硼:0.001-0.002,碳:0.22-0.25,镍:0.0017-0.0019,锰:1.11,钛:0.0013-0.0021,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
具体地,通过按照一定比例冶炼合金确保铲刀毛坯料纯度,使产品综合性能优良,力学性能稳定,具有良好的强度、韧性以及耐磨性,硬度稳定均匀,加工性能好。同时本发明采用对毛坯料预先开设安装孔,解决了现有技术中对成品铲刀开设安装孔加工效率低的问题。
在一个示例中,高纯度合金通过真空炉或真空自耗炉冶炼。
在一个示例中,将原料加工成铲刀毛坯料包括:对原料进行退火,退火温度为1000-1300℃获取铲刀毛坯料。
实施例1:
通过真空炉冶炼高纯度合金,其中,高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以高纯度合金采用的成分设计为(wt%):钒:0.016,铬:0.017,硼:0.002,碳:0.22,镍:0.0017,锰:1.12,钛:0.0021,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
冶炼高纯度合金作为原料,将原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀。
实施例2:
通过真空自耗炉冶炼高纯度合金,其中,高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以高纯度合金采用的成分设计为(wt%):钒:0.019,铬:0.014,硼:0.001,碳:0.25,镍:0.0019,锰:1.13,钛:0.0013,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
冶炼高纯度合金作为原料,将原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀。
实施例3:
通过真空炉冶炼高纯度合金,其中,高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以高纯度合金采用的成分设计为(wt%):钒:0.017,铬:0.015,硼:0.0015,碳:0.23,镍:0.0018,锰:1.12,钛:0.0018,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
冶炼高纯度合金作为原料,将原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀。
实施例4
通过真空自耗炉冶炼高纯度合金,其中,高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛、硼及铁,以高纯度合金采用的成分设计为(wt%):钒:0.018,铬:0.016,硼:0.0016,碳:0.24,镍:0.0018,锰:1.11,钛:0.0019,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
冶炼高纯度合金作为原料,将原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对铲刀成品上的安装孔进行精加工获取铲刀。
对比例1
根据实施例1的方法制备铲刀,不同之处在于,高纯度合金中以高纯度合金采用的成分设计为(wt%),钴:0.002。
对比例2
根据实施例1的方法制备铲刀,不同之处在于,高纯度合金中以高纯度合金采用的成分设计为(wt%),钼:0.0022。
对比例3
根据实施例1的方法制备铲刀,不同之处在于,高纯度合金中以高纯度合金采用的成分设计为(wt%),钒:0.023。
对比例4
根据实施例1的方法制备铲刀,不同之处在于,高纯度合金中以高纯度合金采用的成分设计为(wt%),铬:0.0008。
对比例5
根据实施例1的方法制备铲刀,不同之处在于,高纯度合金中以高纯度合金采用的成分设计为(wt%),硼:0.0008。
对比例6
根据实施例1的方法制备铲刀,不同之处在于,高纯度合金中以高纯度合金采用的成分设计为(wt%),镍:0.0023。
测试例1
对实施例1-4和对比例1-6制得的铲刀进行切割,割取式样,试样尺寸5mm×10mm×40mm,进行磨粒磨损试验,结果如表1所示。
磨粒磨损试验:设备,MLD-10型动载磨粒磨损试验机;磨损面为10mm×40mm;试验条件,磨料为石英砂,尺寸为8-10目,砂流量为30Kg/h,测试时间36h。
表1
试样 | 磨损前质量/g | 磨损后质量/g | 磨损失重/g | 磨损率/% |
实施例1 | 16.7544 | 16.73019 | 0.02421 | 0.14% |
实施例2 | 15.9103 | 15.88851 | 0.02179 | 0.14% |
实施例3 | 16.0825 | 16.06021 | 0.02229 | 0.14% |
实施例4 | 16.2237 | 16.20125 | 0.02245 | 0.14% |
对比例1 | 16.5426 | 16.51341 | 0.02919 | 0.18% |
对比例2 | 16.7285 | 16.69969 | 0.02881 | 0.17% |
对比例3 | 16.4368 | 16.41082 | 0.02598 | 0.16% |
对比例4 | 16.6264 | 16.59969 | 0.02671 | 0.16% |
对比例5 | 16.7425 | 16.71382 | 0.02868 | 0.17% |
对比例6 | 16.0789 | 16.05082 | 0.02808 | 0.17% |
如表1所示,对比例1-6的磨损率在相同工况条件下要高于实施例1-4,可见本发明的铲刀具有更好的耐磨性。
由实施例1-4和对比例1-6的数据可以看出,当材料中含有钴,钴的含量为0.002%时,当材料中含有钼,钴的含量为0.0022%时,材料的强度会下降,当材料中的钒的含量高于0.017%时,材料的强度会下降,当材料中的硼的含量低于0.0016%时,材料的强度会下降,当材料中的镍的含量高于0.0018%时,材料的强度会下降。
测试例2
对实施例1-4和对比例1-6制得的铲刀进行力学性能测试,结果如表2所示。
拉伸试验:设备,万能材料试验机,试样,试样采用矩形截面试样,满足的条件为其中,l0为试样的初始计算长度,A0为试样的初始截面面积。
硬度试验:采用布氏硬度检测方法,设备,布氏硬度计,试样尺寸为50*50mm,试验条件,试验力为3000KN,球压头直径为10mm,压痕直径为0.24D≤d≤0.6D,d为压痕直径,D为球压头直径。
表2
试样 | 屈服强度/Mpa | 抗拉强度/Mpa | 伸长率/% | HRB硬度 |
实施例1 | 1482 | 1771 | 12 | 524 |
实施例2 | 1478 | 1767 | 12 | 522 |
实施例3 | 1480 | 1775 | 12 | 521 |
实施例4 | 1481 | 1751 | 12 | 522 |
对比例1 | 1120 | 1215 | 16 | 475 |
对比例2 | 1039 | 1267 | 15 | 475 |
对比例3 | 1024 | 1243 | 17 | 475 |
对比例4 | 1059 | 1211 | 16 | 475 |
对比例5 | 1077 | 1245 | 16 | 475 |
对比例6 | 982 | 1104 | 15 | 475 |
如表2所示,对比例1-6的拉伸性能在相同条件下要低于实施例1-4,可见本发明的铲刀制备方法制备的铲刀具有更好的强度和韧性。
由实施例1-4和对比例1-6的数据可以看出,当材料中当材料中含有钴,钴的含量为0.002%时,材料的强度和韧性会下降,进而使得拉伸性能下降,当材料中的材料中含有钼,钴的含量为0.0022%时,材料的强度和韧性会下降,进而使得拉伸性能下降,当材料中的钒的含量高于0.017%时,材料的强度和韧性会下降,进而使得拉伸性能下降,当材料中的硼的含量低于0.0016%时,材料的强度和韧性会下降,进而使得拉伸性能下降,当材料中的镍的含量高于0.0018%时,材料的强度和韧性会下降,进而使得拉伸性能下降。
如表2所示,对比例1-6的布氏硬度在相同条件下要低于实施例1-4,可见本发明的制备的铲刀具有更好的硬度。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的铲刀示意图。图2示出了根据本发明的一个实施方式的铲刀俯视图。
如图1-2所示,根据发明的另一方面提供了一种铲刀,铲刀包括套设安装部1及螺栓安装部2,螺栓安装部2设置于套设安装部1两侧,螺栓安装部2的宽度大于套设安装部1的宽度。
通过本发明的铲刀,采用套设及螺栓联合固定的方式代替传统单一的螺栓固定方式,减少了安装孔的开设个数,通过套设安装,便于铲刀安装时的定位使铲刀安装更为方便。同通过使用发现推土机铲刀两端磨损较为严重,通过螺栓安装部2的宽度大于套设安装部1的宽度使铲刀中间略窄两端略宽,充分配合推土机的使用特征使减轻了铲刀的重量、节省了材料、降低了生产成本。
作为优选方案,还包括安装孔3,安装孔3开设在螺栓安装部2上。
作为优选方案,套设安装部1的截面为V字形,V字形的夹角为30°-60°。
作为优选方案,套设安装部1的前端与螺栓安装部2的前端平齐。
作为优选方案,套设安装部1前端长度小于套设安装部1末端长度。
本领域技术人员应理解,上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果,并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (8)
1.一种铲刀制备方法,包括:
冶炼高纯度合金作为原料,将所述原料加工成铲刀毛坯料;
对铲刀毛坯料预先开设安装孔,获取铲刀半成品;
对所述铲刀半成品进行锻造及轧制,获取铲刀成品;
对所述铲刀成品上的所述安装孔进行精加工获取铲刀;
其中,所述高纯度合金中含有:钒、铬、硼、碳、镍、锰、钛及铁,以所述高纯度合金采用的成分设计为(wt%):所述钒:0.016-0.019,所述铬:0.014-0.017,所述硼:0.001-0.002,所述碳:0.22-0.25,所述镍:0.0017-0.0019,所述锰:1.11-1.13,所述钛:0.0013-0.0021,钴:0,钼:0,余量为铁及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铲刀制备方法,其中,所述高纯度合金通过真空炉或真空自耗炉冶炼。
3.根据权利要求1所述的铲刀制备方法,其中,将所述原料加工成铲刀毛坯料包括:对原料进行退火所述退火温度为1000-1300℃获取铲刀毛坯料。
4.一种铲刀,其中,所述铲刀基于权利要求1-3中任意一项所述的铲刀制备方法制备,所述铲刀包括套设安装部及螺栓安装部,所述螺栓安装部设置于所述套设安装部两侧,所述螺栓安装部的宽度大于所述套设安装部的宽度。
5.根据权利要求4所述的铲刀,其中,还包括安装孔,所述安装孔开设在所述螺栓安装部上。
6.根据权利要求4所述的铲刀,其中,所述套设安装部的截面为V字形,所述V字形的夹角为30°-60°。
7.根据权利要求4所述的铲刀,其中,所述套设安装部的前端与所述螺栓安装部的前端平齐。
8.根据权利要求4所述的铲刀,其中,所述套设安装部前端长度小于所述套设安装部末端长度。
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GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Blade preparation method and blade Effective date of registration: 20221231 Granted publication date: 20181016 Pledgee: China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Jining Branch Pledgor: SHANDONG SUN WEARPARTS CO.,LTD. Registration number: Y2022980029961 |
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