一种挖机斗齿利用锻造余温进行分段过渡淬火工艺

摘要

一种挖机斗齿利用锻造余温进行分段过渡淬火工艺，对锻造出的挖机斗齿利用锻造余温进行淬火，不再重复加热；淬火前，检测锻造余温的温度，要求温度在800～900℃，当高于900℃时，需要冷却在要求温度范围内再进行淬火，按以下工序依次进行：第一次整体淬火、第一次局部淬火、第二次整体淬火、第二次局部淬火、第三次整体淬火、堆放、回火、回火后检测挖机斗齿硬度，对挖机斗齿的连接段、过渡段和工作段均达到合格硬度标准的，包装入库；提高了挖机斗齿的淬透性，提升了挖机斗齿的使用性能，能够以最高效的时间，最低的成本弥补常规淬火工艺的不足，保证零件的整体质量，提高了生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及热处理淬火工艺领域，尤其是一种挖机斗齿利用锻造余温进行分段过渡淬火工艺。

背景技术

目前，挖机斗齿采用合金钢材质，根据实际数用要求，一个产品上需要三个硬度范围：上半部型腔部分要求硬度范围在HRC36-40，型腔和齿尖连接过渡部分要求硬度范围在HRC38-44，工作范围的齿尖部分要求硬度范围在HRC48-52.根据常规淬火工艺不能一次满足上述要求且成本过高。常规淬火工艺一般采用如下几种模式：整体淬火后局部退火，然后中温回火。这种工艺缺点在于重复加热破坏钢材内部组织结构，形成晶粒破坏，降低物理性能；两次分段加热，分段两方向进入不同介质进行淬火，调整冷却时间。这种工艺缺点在于对设备要求高，过渡区硬度无法保证，不适用于大批量生产，而且成本高；局部淬火，其他部位不进行淬火，保留原始内部组织及硬度。这种淬火工艺缺点在于零件内部金相组织混乱，连接处无法形成过渡，上半部分不是淬火组织，质量不稳定，使用中会造成大量撕裂。

鉴于上述原因，现发明出一种挖机斗齿利用锻造余温进行分段过渡淬火工艺。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种挖机斗齿利用锻造余温进行分段过渡淬火工艺；采用的淬火工艺解决的技术问题主要在于利用锻造余温进行分段过渡淬火，形成三个硬度区间，从而保证零件的整体质量，不重复加热，降低成本。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种挖机斗齿利用锻造余温进行分段过渡淬火工艺，对锻造出的挖机斗齿利用锻造余温进行淬火，不再重复加热；淬火前，检测锻造余温的温度，要求温度在800～900℃，当高于900℃时，需要冷却在要求温度范围内再进行淬火；

挖机斗齿的剖面为近似倒等腰倒三角形，挖机斗齿的上部为连接段，中部为过渡段，下部为工作段，所述连接段内设置内腔；

第一次整体淬火：将挖机斗齿放到卡座上，降低卡座将挖机斗齿完全沁入水箱的冷却液 内，使挖机斗齿的连接段顶端与冷却液的液面之间的深度位于200～300mm之间，然后以均匀的速度左右晃动，冷却液内停留3-5s后，升高卡座将挖机斗齿升出液面；翻转卡座，使挖机斗齿的内腔内的冷却液流出，卡座与挖机斗齿恢复原位；

第一次局部淬火：降低卡座将挖机斗齿的连接段底边线以下10mm以下的过渡段和工作段沁入液面以下，保持3-5s后，升高卡座将过渡段和工作段升出液面；

第二次整体淬火：降低卡座将挖机斗齿再次完全沁入水箱的冷却液内，使挖机斗齿的连接段顶端与冷却液的液面之间的深度位于200～300mm之间，然后以均匀的速度左右晃动，冷却液内停留5～10s后，升高卡座将挖机斗齿升出液面；翻转卡座，使挖机斗齿的内腔内的冷却液流出，卡座与挖机斗齿恢复原位；

第二次局部淬火：降低卡座将挖机斗齿的连接段底边线以下10mm以下的过渡段和工作段沁入液面以下，保持30～50s后，使用红外测温仪，测控液面以上的过渡段和连接段的出水温度，通过控制时间保证过渡段和连接段的出水温度控制在400～500℃之间，升高卡座将过渡段和工作段升出液面，此环节在已经淬火后的挖机斗齿内进行自回火，连接段开始转变为回火马氏体组织；

第三次整体淬火：降低卡座将挖机斗齿整体完全沁入水箱的冷却液内后快速捞出，使用红外测温仪，测控挖机斗齿的连接段、过渡段和工作段的出水温度，通过控制挖机斗齿整体沁入冷却液内的时间，保证连接段的出水温度控制在200～300℃之间，过渡段和工作段的出水温度控制在100℃±20℃之间；

堆放：挖机斗齿出水后放入料筐内不规则堆放，使相邻的挖机斗齿的各部位的温度均匀传导；

回火：在挖机斗齿淬火后24小时内回火，回火温度280～320℃，保温时间2～3h，回火后检测挖机斗齿硬度，对挖机斗齿的连接段、过渡段和工作段均达到合格硬度标准的，包装入库。

所述水箱采用内水箱与外水箱构成循环水箱系统，内水箱一侧设置外水箱，内水箱的高度高于外水箱，内水箱外壁上方一侧设置溢流管，溢流管为水平管道或末端向下倾斜的管道，溢流管的末端设置溢出口，溢出口设置于所述外水箱的上方，所述的内水箱内底部设置圆筒形风扇保护壳，所述风扇保护壳内的中心设置电机，所述电机一侧均匀分布至少三片扇叶，外水箱内底部设置水泵，补水管一端的进水口与所述的水泵对接设置，补水管另一端的出水口设置于内水箱的上方；

对锻造出的挖机斗齿利用锻造余温进行淬火时，内水箱内部的电机带动扇叶旋转，实现内水箱内部的冷却液形成自循环，挖机斗齿放入内水箱内的冷却液内淬火时，内水箱内循环 流动的冷却液能够充分地与挖机斗齿接触，局部被加热的冷却液在循环流动的过程中迅速将热量散发至冷却液整体中，使冷却液整体的温度达到一致，外水箱内的水泵抽取冷却液流经补水管至内水箱，使内水箱内冷却液的温度降低，内水箱内冷却液的液面升高，冷却液的液面高于溢流管的底面高度时，淬火过程中被加热的冷却液流经溢流管由溢出口流入外水箱，以上过程循环往复达到对冷却液散热的目的，使挖机斗齿的各部位淬火更充分。

所述的内水箱与外水箱内的冷却液为水。

所述的内水箱与外水箱内的冷却液保持在40℃以下。

所述连接段的合格硬度标准范围为HRC36～40，过渡段的合格硬度标准范围为HRC38～44，工作段的合格硬度标准范围为HRC48～52，回火温度和保温时间根据装炉量进行调整，以保证挖机斗齿各部位的硬度达到规定的标准为准。

本发明的有益效果是：本发明利用锻造余温进行分段过渡淬火技术避免了钢材的重复加热破坏内部组织结构，提高了挖机斗齿的淬透性，提升了挖机斗齿的使用性能，降低热处理成本，能够以最高效的时间，最低的成本弥补常规淬火工艺的不足，从而保证零件的整体质量，保证了斗齿硬度；本发明根据挖机斗齿的重量、尺寸和壁厚，可以对工艺参数进行调整，不局限于挖机斗齿，适用于各类锻造工件利用锻造余温进行淬火，操作方便，成本低廉，节约了能耗和企业资金，很大程度的提高了生产效率，使产品能够占领市场主导地位，适合推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是挖机斗齿完全沁入冷却液结构示意图；

图2是挖机斗齿局部沁入冷却液结构示意图；

图3是挖机斗齿结构示意图；

图1、2、3中：内水箱1、电机2、风扇保护壳3、扇叶3-1、溢流管4、溢流口4-1、补水管5、进水口5-1、出水口5-2、外水箱6、水泵7、挖机斗齿8、内腔8-1、连接段8-2、过渡段8-3、工作段8-4。

具体实施方式

下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

对锻造出的挖机斗齿利用锻造余温进行淬火，不再重复加热；淬火前，检测锻造余温的温度，要求温度在800～900℃，当高于900℃时，需要冷却在要求温度范围内再进行淬火；

挖机斗齿8的剖面为近似倒等腰三角形，挖机斗齿8的上部为连接段8-2，中部为过渡段8-3，下部为工作段8-4，所述连接段8-2内设置内腔8-1；

第一次整体淬火：将挖机斗齿8放到卡座9上，降低卡座9将挖机斗齿8完全沁入水箱的冷却液内，使挖机斗齿8的连接段8-2顶端与冷却液的液面之间的深度位于200～300mm之间，然后以均匀的速度左右晃动，冷却液内停留3-5s后，升高卡座9将挖机斗齿8升出液面；翻转卡座9，使挖机斗齿8的内腔8-1内的冷却液流出，卡座9与挖机斗齿8恢复原位；

第一次局部淬火：降低卡座9将挖机斗齿8的连接段8-2底边线以下10mm以下的过渡段8-3和工作段8-4沁入液面以下，保持3-5s后，升高卡座9将过渡段8-3和工作段8-4升出液面；

第二次整体淬火：降低卡座9将挖机斗齿8再次完全沁入水箱的冷却液内，使挖机斗齿8的连接段8-2顶端与冷却液的液面之间的深度位于200～300mm之间，然后以均匀的速度左右晃动，冷却液内停留5～10s后，升高卡座9将挖机斗齿8升出液面；翻转卡座9，使挖机斗齿8的内腔8-1内的冷却液流出，卡座9与挖机斗齿8恢复原位；

第二次局部淬火：降低卡座9将挖机斗齿8的连接段8-2底边线以下10mm以下的过渡段8-3和工作段8-4沁入液面以下，保持30～50s后，使用红外测温仪，测控液面以上的过渡段8-3和连接段8-2的出水温度，通过控制时间保证过渡段8-3和连接段8-2的出水温度控制在400～500℃之间，升高卡座9将过渡段8-3和工作段8-4升出液面，此环节在已经淬火后的挖机斗齿8内进行自回火，连接段8-2开始转变为回火马氏体组织；

第三次整体淬火：降低卡座9将挖机斗齿8整体完全沁入水箱的冷却液内后快速捞出，使用红外测温仪，测控挖机斗齿8的连接段8-2、过渡段8-3和工作段8-4的出水温度，通过控制挖机斗齿8整体沁入冷却液内的时间，保证连接段8-2的出水温度控制在200～300℃之间，过渡段8-3和工作段8-4的出水温度控制在100℃±20℃之间；

堆放：挖机斗齿8出水后放入料筐内不规则堆放，使相邻的挖机斗齿8的各部位的温度均匀传导；

回火：在挖机斗齿8淬火后24小时内回火，回火温度280～320℃，保温时间2～3h，回火后检测挖机斗齿8硬度，对挖机斗齿8的连接段8-2、过渡段8-3和工作段8-4均达到合格硬度标准的，包装入库。

实施例2

所述水箱采用内水箱1与外水箱6构成循环水箱系统，内水箱1一侧设置外水箱6，内水箱1的高度高于外水箱6，内水箱1外壁上方一侧设置溢流管4，溢流管4为水平管道或末端向下倾斜的管道，溢流管4的末端设置溢出口4-1，溢出口4-1设置于所述外水箱6的上方，所述的内水箱1内底部设置圆筒形风扇保护壳3，所述风扇保护壳3内的中心设置电机2，所述电机2一侧均匀分布至少三片扇叶3-1，外水箱6内底部设置水泵7，补水管5一端的进水口5-1与所述的水泵7对接设置，补水管5另一端的出水口5-2设置于内水箱1的上方；

对锻造出的挖机斗齿8利用锻造余温进行淬火时，内水箱1内部的电机2带动扇叶3-1旋转，实现内水箱1内部的冷却液形成自循环，挖机斗齿8放入内水箱1内的冷却液内淬火时，内水箱1内循环流动的冷却液能够充分地与挖机斗齿8接触，局部被加热的冷却液在循环流动的过程中迅速将热量散发至冷却液整体中，使冷却液整体的温度达到一致，外水箱6内的水泵7抽取冷却液流经补水管5至内水箱1，使内水箱1内冷却液的温度降低，内水箱1内冷却液的液面升高，冷却液的液面高于溢流管4的底面高度时，淬火过程中被加热的冷却液流经溢流管4由溢出口4-1流入外水箱6，以上过程循环往复达到对冷却液散热的目的，使挖机斗齿8的各部位淬火更充分。

实施例3

所述的内水箱1与外水箱6内的冷却液为水。

实施例4

所述的内水箱1与外水箱6内的冷却液保持在40℃以下。

实施例5

所述连接段8-2的合格硬度标准范围为HRC36～40，过渡段8-3的合格硬度标准范围为HRC38～44，工作段8-4的合格硬度标准范围为HRC48～52，回火温度和保温时间根据装炉量进行调整，以保证挖机斗齿8各部位的硬度达到规定的标准为准。