CN107587030A - 摊铺机螺旋分料***、摊铺机、螺旋叶片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摊铺机螺旋分料***、摊铺机、螺旋叶片及其制造方法，涉及工程机械领域，用以优化现有螺旋叶片的性能。该螺旋叶片采用高铬铸铁，且包括质量百分比含量为22％～26％的Cr。上述技术方案提供的螺旋叶片，采用高铬铸铁为基体，且改变了Cr的质量百分比含量，螺旋叶片制造过程中，浇注后经过热处理就能得到使用寿命长的螺旋叶片，且上述制造过程非常简便。

Description

摊铺机螺旋分料***、摊铺机、螺旋叶片及其制造方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种摊铺机螺旋分料***、摊铺机、螺旋叶片及其制造方法。

背景技术

螺旋叶片是摊铺机螺旋分料***中的重要零件，在工作中主要承受磨料磨损，使用过程中螺旋叶片从外边缘逐渐向内部磨损导致叶片尺寸逐步减小，最终无法正常使用。摊铺机上叶片的使用数量较多，若摊铺10米的道路，则需摊铺机安装30多片螺旋叶片。在使用过程中任意一片螺旋叶片失效就要停机更换新的螺旋叶片。频繁更换叶片不仅影响了施工效率，也增加了工人的劳动强度，消耗了大量人力、物力和财力。

摊铺机的施工对象主要有沥青混合料和稳定土混合料，螺旋叶片在稳定土混合料中磨损较为严重。稳定土混合料中主要包含土、石料和石灰等。其中石料的硬度不同对螺旋叶片的磨损程度也不同。

目前螺旋叶片采为Cr含量在12％-20％左右的高铬铸铁材料，直接使用铸态或经过简单热处理获得，大多使用寿命在500-1000小时。也有采用高锰钢为基体的螺旋叶片，通过在螺旋叶片表面涂覆硬质合金涂层或超硬耐磨材料，以增加叶片耐磨性。但表面硬质合金或超硬耐磨材料的脆性增大，使用中会出现大块碎裂，同时加工成本提高。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：在道路铺设施工过程中，摊铺的石料大多就地取材，不同地域的石料硬度不同，种类也不同，主要有石灰石、砾石、花岗石等，其摩氏硬度一般在3-8不等。但同一施工场地的石料种类大致相同。现有技术中采用的高铬铸铁使用寿命短，为增加叶片的耐磨性，通过增加叶片表面硬度的方式延长叶片使用寿命。但是这种方法不仅使得叶片制造成本过高，而且由于硬度过高使材料的脆性加大，使用过程中螺旋叶片极易脆裂。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种摊铺机螺旋分料***、摊铺机、螺旋叶片及其制造方法，用以优化现有螺旋叶片的性能。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种螺旋叶片，所述螺旋叶片采用高铬铸铁，且包括质量百分比含量为22％～26％的Cr。

在可选的实施例中，螺旋叶片包括以下质量百分比的组分：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

在可选的实施例中，所述螺旋叶片的洛氏硬度大于52HRC。

在可选的实施例中，所述螺旋叶片的边缘厚度为15mm-25mm。

在可选的实施例中，所述螺旋叶片的最大尺寸为360mm-480mm。

本发明另一实施例提供一种摊铺机螺旋分料***，包括本发明任一技术方案所提供的螺旋叶片。

本发明又一实施例提供一种摊铺机，包括本发明任一技术方案所提供的摊铺机螺旋分料***。

本发明再一实施例提供一种螺旋叶片的制造方法，包括以下步骤：

熔炼：将原料熔炼，当温度加热到第一设定温度时，将熔炼后的原料出炉放入浇注设备，在第二设定温度浇注成型；其中，所述原料包括质量百分比含量为22％～26％的Cr；

取件清理：待上述浇注成型的铸件冷却取出后进行表面清理；

热处理：对清理后的铸件进行热处理。

在可选的实施例中，所述原料包括以下质量百分比的组分：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

在可选的实施例中，所述第一设定温度为1530℃-1600℃。

在可选的实施例中，所述第二设定温度为1430℃-1500℃。

在可选的实施例中，所述对清理后的铸件进行热处理包括以下步骤：

将清理后的铸件以小于设定值的速度加热到第三设定温度；

保温第一设定时长后进行空气冷却至室温；

加热到第四设定温度后回火处理；

保温第二设定时长。

在可选的实施例中，所述设定值为110℃/小时-130℃/小时。

在可选的实施例中，所述第三设定温度为950℃-970℃。

在可选的实施例中，所述第一设定时长为1小时-3小时。

在可选的实施例中，所述第四设定温度为520℃-540℃。

在可选的实施例中，所述第二设定时长为3小时-5小时。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案提供的螺旋叶片，采用高铬铸铁为基体，且改变了Cr的质量百分比含量，螺旋叶片制造过程中，浇注后经过热处理就能得到使用寿命长的螺旋叶片，且上述制造过程非常简便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的螺旋叶片制造方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本发明实施例提供一种螺旋叶片，螺旋叶片采用高铬铸铁，且包括质量百分比含量为22％～26％的Cr。

Cr的含量对高铬铸铁的性能能产生影响，含有上述质量百分比含量的高铬铸铁，经铸造、热处理后能得到使用寿命大幅度延长的螺旋叶片。

进一步地，螺旋叶片包括以下质量百分比的组分：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

比如，高铬铸铁一种可能的质量百分比为：C2.9％、Cr24％、Si0.5％、Mn0.48％、Ni0.4％、Mo0.48％、Cu0.06％、V0.08％、Co0.02％、P0.02％、S0.01％、余量为Fe。

高铬铸铁另一种可能的质量百分比为：C2.7％、Cr23％、Si0.7％、Mn0.65％、Ni0.5％、Mo0.27％、Cu0.16％、V0.11％、Co0.03％、P0.02％、S0.02％、余量为Fe。

高铬铸铁又一种可能的质量百分比为：C2.5％、Cr25％、Si0.5％、Mn0.65％、Ni0.5％、Mo0.32％、Cu0.07％、V0.08％、Co0.03％、P0.02％、S0.02％、余量为Fe。

本实例中选取高铬铸铁的Cr/C比值区间为7.6-10.4。

本实施例中，C的质量百分比含量为2.5～2.9％。整个螺旋叶片浇注后热处理得到的产品性能优异，螺旋叶片工作时间长。

在高铬铸铁中加入22％～26％的铬，能显著提高强度、硬度和耐磨性，同时铬能与碳形成高硬度的碳化物(HRC76)，是基材中的强化相。

本实施例中，Si的质量百分比为0.4～0.7％，Si对基体有固溶强化作用，可改变共晶碳化物形态，降低残余奥氏体数量，降低淬透性；过多的Si易增加材料脆性。

镍(Ni)起到提淬透性，稳定奥氏体的作用。它能使基体致密，强化基体组织。

钼(Mo)能使高铬铸铁的晶粒细化，提高淬透性和热强性能。

铜(Cu)铜和钼元素同时加入高铬铸铁时，可显著提高高铬铸铁的淬透性。

钒(V)高铬铸铁中加入钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。钒具有细晶强化和提高回火抗力和提高材料的淬透性的作用，也能和碳形成碳化物，碳化钒的硬度非常高,可达到HRC84，是强化相，提高材料的力学性能。钒使高铬铸铁中的碳化物更加稳定，使组织细化，柱状晶减少，可有效改善碳化物的形状和分布。

本实施例中，螺旋叶片的洛氏硬度大于52HRC，比如为52HRC、54HRC、55HRC、57HRC、60HRC、62HRC。

上述洛氏硬度能有效增加螺旋叶片的使用寿命。

螺旋叶片的厚度为15mm-25mm。螺旋叶片厚度均匀，且使用寿命长。

可选地，螺旋叶片的最大尺寸为360mm-480mm。在螺旋叶片厚度很薄的情况下，螺旋叶片仍旧能保持现有的尺寸，且性能良好。

本发明实施例还提供一种摊铺机螺旋分料***，包括本发明任一技术方案提供的螺旋叶片。

本发明另一实施例提供一种摊铺机，包括本发明任一技术方案提供的摊铺机螺旋分料***。

参见图1，本发明另一实施例提供一种螺旋叶片的制造方法，包括以下步骤：

步骤S10、熔炼。将原料熔炼，当温度加热到第一设定温度时，将熔炼后的原料出炉放入浇注设备，在第二设定温度浇注成型；其中，原料包括质量百分比含量为22％～26％的Cr。

在上述的步骤S10中，原料采用高铬铸铁，其含有质量百分比为22％～26％的Cr。

进一步地，原料包括以下质量百分比的组分：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

本实施例中，第一设定温度为1530℃-1600℃，具体比如1530℃、1550℃、1570℃、1590℃、1600℃。

第二设定温度为1430℃-1500℃，具体比如1430℃、1450℃、1470℃、1490℃、1500℃。

步骤S20、取件清理。待上述浇注成型的铸件冷却后取出，然后进行表面清理，去除铸件表面的砂，以便进行后续处理。

步骤S30、热处理。对清理后的铸件进行热处理。

上述的步骤S30具体可包括以下步骤：

步骤一、将清理后的铸件以小于设定值的速度加热到第三设定温度。

所述设定值为110℃/小时-130℃/小时。比如为110℃/小时、120℃/小时、130℃/小时。

所述第三设定温度为950℃-970℃。比如为950℃、960℃、965℃、970℃。

步骤二、保温第一设定时长后进行空气冷却至室温。

第一设定时长为1小时-3小时。具体比如为1小时、2小时、3小时。

步骤三、加热到第四设定温度后回火处理。

第四设定温度为520℃-540℃。比如为520℃、525℃、530℃、540℃。

步骤四、保温第二设定时长。

第二设定时长为3小时-5小时。比如为3小时、4小时、5小时。

本发明上述实施例提供的高铬铸铁薄壁叶片，由以下质量百分比含量组分组成：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

其制造过程如下：将准备好的原料放入到熔炼炉中熔炼，当温度加热到1530～1600℃时，出炉入浇注设备，在1430～1500℃时浇注成型。

待铸件成型冷却后进行表面清理，去砂。然后按照下述步骤进行热处理：

①对样件进行热处理，样件以小于120℃/小时速度加热到930～960℃保温1～2小时，冷却，再加热到360～600℃保温一定时间，冷却。可获得洛氏硬度在50HRC～58HRC的叶片。经验证该叶片在石料硬度高于6摩氏硬度以下的工况施工时使用寿命可达1500小时。

②对样件进行热处理，将样件以小于120℃/小时速度加热到930～960℃保温1～2小时，空冷至室温，可获得洛氏硬度＞60HRC的叶片。经验证，该叶片在石料硬度高于6摩氏硬度下使用寿命可达1400小时。

实施例1：

高铬铸铁成分组成为：C2.9％、Cr24％、Si0.5％、Mn0.48％、Ni0.4％、Mo0.48％、Cu0.06％、V0.08％、Co0.02％、P0.02％、S0.01％、余量为Fe。Cr/C比值为8.3。

1)熔炼：将准备好的原料按照以上成分比例进行配比，放入到熔炉中熔炼，当温度加热到1530℃～1600℃时，出炉入浇注设备，在1430℃～1500℃时浇注成型。

2)取件：待铸件成型冷却后进行表面清理，去砂。

3)将叶片置于热处理炉中进行热处理。将样件以小于120℃/小时速度加热到960℃保温2小时，空冷，加热到530℃回火处理，保温4小时。

该方法获得的叶片的洛氏硬度可达54HRC，冲击韧性达9.3J/cm2，该叶片适用于低冲击，石料硬度低于4摩氏硬度的工况和沥青混凝土工况下，使用寿命可达1500小时。

实施例2：

高铬铸铁成分组成为：C2.7％、Cr23％、Si0.7％、Mn0.65％、Ni0.5％、Mo0.27％、Cu0.16％、V0.11％、Co0.03％、P0.02％、S0.02％、余量为Fe。Cr/C比值为8.5。

1)熔炼：将准备好的原料按照以上成分比例进行配比，放入到熔炉中熔炼，当温度加热到1530～1600℃时，出炉入浇注设备，在1430～1500℃时浇注成型。

2)取件：待铸件成型冷却后进行表面清理，去砂。

3)将叶片置于热处理炉中进行热处理。将样件以小于120℃/小时速度加热到945℃保温1.5小时，炉冷，到480℃取出空冷。

该方法获得的叶片的洛氏硬度可达57HRC，冲击韧性达6.2J/cm2，该叶片适用于低冲击，石料硬度在4～6摩氏硬度工况下使用寿命可达1500小时。

实施例3：

高铬铸铁成分组成为：C2.5％、Cr25％、Si0.5％、Mn0.65％、Ni0.5％、Mo0.32％、Cu0.07％、V0.08％、Co0.03％、P0.02％、S0.02％、余量为Fe。Cr/C比值为10。

1)熔炼：将准备好的原料按照以上成分比例进行配比，放入到熔炉中熔炼，当温度加热到1530～1600℃时，出炉入浇注设备，在1430～1500℃时浇注成型。

2)取件：待铸件成型冷却后进行表面清理，去砂。

3)将叶片置于热处理炉中进行热处理。将样件以小于120℃/小时速度加热到930℃保温2小时，空冷。

该方法获得的叶片的洛氏硬度可达62HRC，冲击韧性达4.6J/cm2，该叶片适用于低冲击，石料硬度高于6摩氏硬度下使用寿命可达1400小时。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片采用高铬铸铁，且包括质量百分比含量为22％～26％的Cr。

2.根据权利要求1所述的螺旋叶片，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片的洛氏硬度大于52HRC。

4.根据权利要求1所述的螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片的厚度为15mm-25mm。

5.根据权利要求1所述的螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片的最大尺寸为360mm-480mm。

6.一种摊铺机螺旋分料***，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的螺旋叶片。

7.一种摊铺机，其特征在于，包括权利要求6所述的摊铺机螺旋分料***。

8.一种螺旋叶片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

熔炼：将原料熔炼，当温度加热到第一设定温度时，将熔炼后的原料出炉放入浇注设备，在第二设定温度浇注成型；其中，所述原料包括质量百分比含量为22％～26％的Cr；

取件清理：待上述浇注成型的铸件冷却取出后进行表面清理；

热处理：对清理后的铸件进行热处理。

9.根据权利要求8所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述原料包括以下质量百分比的组分：C2.5～2.9％、Cr22～26％、Si0.4～0.7％、Mn0.4～0.7％、Ni0.4～0.6％、Mo0.3～0.5％、Cu0.05～0.17％、V0.05～0.12％、Co0.02～0.04％、P≤0.05％、S≤0.05％、余量为Fe。

10.根据权利要求8所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述第一设定温度为1530℃-1600℃。

11.根据权利要求8所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述第二设定温度为1430℃-1500℃。

12.根据权利要求8所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述对清理后的铸件进行热处理包括以下步骤：

将清理后的铸件以小于设定值的速度加热到第三设定温度；

保温第一设定时长后进行空气冷却至室温；

加热到第四设定温度后回火处理；

保温第二设定时长。

13.根据权利要求12所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述设定值为110℃/小时-130℃/小时。

14.根据权利要求12所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述第三设定温度为950℃-970℃。

15.根据权利要求12所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述第一设定时长为1小时-3小时。

16.根据权利要求12所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述第四设定温度为520℃-540℃。

17.根据权利要求12所述的螺旋叶片的制造方法，其特征在于，所述第二设定时长为3小时-5小时。