本发明专利技术公开了一种摇臂的新材质及其热处理工艺。本发明专利技术按质量百分比由以下组分组成：0.2%-0.3%C、0.2%-0.6%Si、0.5%-1.0%Mn、≦0.015%S、≦0.015%P、0.4%-1.3%Cr、0.8%-1.2%Ni、0.2%-0.4%Mo、0.01%-0.03%RE、≦0.08%V、0.01%-0.07%Al、0.08%-0.15%Ti，其余为Fe，合计100%。本发明专利技术可以大幅提高产品性能，其中抗拉强度可达到938MPa、屈服强度可达到838MPa、延伸率可达到14%，断面收缩率可达到30%，冲击功可达到141J，而且本发明专利技术还细化了晶粒，使得晶粒度达到10级，在提高强度的同时，进一步地提高了产品的韧性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高强度采煤机摇臂铸钢件及热处理工艺，属于制造领域中的铸钢件热处理范畴。
技术介绍
摇臂壳体是采煤机的主要零件，其作用是将电机动力经过齿轮变速箱传递到行星头上安装的切割机头，从而进行切割煤作业。由于煤煤矿地质条件复杂煤层中经常夹杂着石头等硬物，因此摇臂壳体需要承受不定的超负荷冲击力、扭曲力、和切变力，而且切割下来的煤块砸在摇臂上也容易造成摇臂的冲击和磨损，工作环境十分恶劣，因而对于采煤机的摇臂在强度、延伸率、断面收缩率、冲击功等性能方面有极高的要求。由于摇臂形状结构复杂，皮厚不均匀，铸造工艺性差，因而铸造难度较大，我国采煤机铸件生产厂家在摇臂的铸造上一直沿用传统的工艺，铸件内部质量得不到保证，铸件材质五花八门，导致产品的性能以及使用寿命难以满足实际的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种高强度采煤机摇臂的新材质及其热处理工艺。本发明材料经热处理后，具有优越的强度、延伸率、断面收缩率、防冲击性能，大大地提高了摇臂产品的使用寿命。本专利技术的技术方案:一种高强度采煤机摇臂的新材质，按质量百分比由以下组分组成：0.2%-0.3%C、0.2%-0.6%Si、0.5%-1.0%Mn、≦0.015%S、≦0.015%P、0.4%-1.3%Cr、0.8%-1.2%Ni、0.2%-0.4%Mo、0.01%-0.03%RE、≦0.08%V、0.01%-0.07%Al、0.08%-0.15%Ti，其余为Fe，合计100%。上述的高强度采煤机摇臂的新材质中，按质量百分比由以下组分组成：0.24%C、0.3%Si、0.6%Mn、1.3%Cr、0.8%Ni、0.4%Mo、0.02%RE、0.04%Al、0.1%Ti，其余为Fe，合计100%。前述的高强度采煤机摇臂的新材质中，所述的摇臂本体的性能参数为：抗拉强度≥285Mpa，屈服强度≥495Mpa，延伸率≥14%，断面收缩率≥30%，冲击功≥35J。前述的高强度采煤机摇臂的新材质中，其性能参数为：抗拉强度≥830Mpa，屈服强度≥650Mpa，延伸率≥14%，断面收缩率≥30%，冲击功≥40J。前述的高强度采煤机摇臂的新材质中，其性能参数为：抗拉强度938Mpa，屈服强度838Mpa，延伸率18%，断面收缩率51%，冲击功141J。前述的高强度采煤机摇臂的新材质的热处理工艺中，依次包括以下步骤；a、首次正火：是先在7-9小时内加温至930-970℃，并保温5-8小时，空冷至常温；b、二次正火：再在6-8小时内加温至910-950℃，并保温5-8小时，风冷至常温；c、淬火：在6-8小时内加温至880-920℃，并保温4-6小时，再淬火至常温；d、回火：在7-9小时内加温至580-620℃，并保温6-12小时，再淬火至常温。前述的热处理工艺中，其热处理工艺依次包括以下步骤；a、首次正火：是先在7-9小时内加温至940-960℃，并保温6-7小时，空冷至常温；b、二次正火：再在6-8小时内加温至920-940℃，并保温6-7小时，风冷至常温；c、淬火：在6-8小时内加温至890-910℃，并保温4-5小时，再淬火至常温；d、回火：在7-9小时内加温至590-610℃，并保温9-11小时，再淬火至常温。前述的热处理工艺中，其热处理工艺依次包括以下步骤；a、首次正火：是先在8小时内加温至950℃，并保温7小时，空冷至常温；b、二次正火：再在7小时内加温至930℃，并保温6小时，风冷至常温；c、淬火：在7小时内加温至900℃，并保温4小时，再淬火至常温；d、回火：在8小时内加温至600℃，并保温10小时，再淬火至常温。前述的热处理工艺中，所述的风冷是指在半小时内冷却至300℃以下，停止吹风。前述的热处理工艺中，所述的淬火是将铸件加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。前述的热处理工艺中，所述的采煤机摇臂包括摇臂本体，摇臂本体下方设有电机筒，摇臂本体上设有间隔设置的轴腔和齿轮腔，摇臂本体的外侧设有水道，其特征在于，该工艺采用分型面在摇臂本体上方的立铸工艺；在所述电机筒侧边的二轴位置设置冒口，铸死冒口下方的齿轮腔，再在齿轮腔泥芯中间做出补缩通道，使二轴位置的热节能及时补缩；待铸件浇铸、冷却后，在该齿轮腔一侧开口，从开口切割修整齿轮腔，最后采用焊堵工艺进行封口，并将冒口去除即得成品。前述的热处理工艺中，在摇臂本体的三轴位置至六轴位置的中间部位，设置外冷铁，制造末端区，以形成顺序凝固条件。前述的热处理工艺中，所述的外冷铁高度为摇臂本体下壁厚的1.5倍以上，敷砂10mm，间隔30-50mm；且所述的摇臂本体的收缩率长向取1.7%-2%。前述的热处理工艺中，在摇臂本体的五轴位置的两侧增加补贴至下壁，补贴部分将相应位置的水道槽铸死，使铸件上、下部分连通，保证铸件的顺序凝固；在后续加工时，再将水道槽加工成型。与现有技术相比，本专利技术对摇臂的材质作了改进，加入了适当的MN、Cr、Ni、Mo、V、Ti等元素，大大地提高了产品的性能和使用寿命，经申请人试验采用新材质后本专利技术的抗拉强度大于830MPa，屈服强度大于650MPa，延伸率大于14%，断面收缩率大于30%，冲击功大于40J。进一步地，申请人还对摇臂新材质的热处理工艺作了进一步优选，特别是二次正火的热处理工艺，改进后的热处理工艺进一步地提高了产品性能，其中抗拉强度可达到938MPa、屈服强度可达到838MPa、延伸率可达到14%，断面收缩率可达到30%，冲击功可达到141J，而且本专利技术还细化了晶粒，使得晶粒度达到10级，在提高强度的同时，进一步地提高了产品的韧性。附图说明图1是实施例5中首次正火的热处理示意图；图2是实施例5中二次正火的热处理示意图；图3是实施例5中淬火的热处理示意图；图4是实施例5中回火的热处理示意图；图5是实施例6中首次正火的热处理示意图；图6是实施例6中二次正火的热处理示意图；图7是实施例6中淬火的热处理示意图；图8是实施例6中回火的热处理示意图；图9是实施例7的立体结构示意图；图10是实施例7的主视图；图11是实施例7的俯视图；图12是实施例7的剖视图。具体实施方式实施例1:一种采煤机摇臂的铸造工艺，所述的摇臂本体按质量百分比由下表中的元素成分组成（其余为Fe）：CSiMn本文档来自技高网...
【技术保护点】
高强度采煤机摇臂的新材质，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：0.2%‑0.3%C、0.2%‑0.6%Si、0.5%‑1.0%Mn、≦0.015%S、≦0.015%P、0.4%‑1.3%Cr、0.8%‑1.2%Ni、0.2%‑0.4%Mo、0.01%‑0.03%RE、≦0.08%V、0.01%‑0.07%Al、0.08%‑0.15%Ti，其余为Fe，合计100%。
【技术特征摘要】
1.高强度采煤机摇臂的新材质，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：0.2%-
0.3%C、0.2%-0.6%Si、0.5%-1.0%Mn、≦0.015%S、≦0.015%P、0.4%-1.3%Cr、0.8%-1.2%Ni、
0.2%-0.4%Mo、0.01%-0.03%RE、≦0.08%V、0.01%-0.07%Al、0.08%-0.15%Ti，其余为Fe，合计
100%。
2.根据权利要求1所述的高强度采煤机摇臂的新材质，其特征在于，按质量百分比由以
下组分组成：0.24%C、0.3%Si、0.6%Mn、1.3%Cr、0.8%Ni、0.4%Mo、0.02%RE、0.04%Al、0.1%Ti，
其余为Fe，合计100%。
3.根据权利要求1所述的高强度采煤机摇臂的新材质，其特征在于，所述的摇臂本体的
性能参数为：抗拉强度≥285Mpa，屈服强度≥495Mpa，延伸率≥14%，断面收缩率≥30%，冲
击功≥35J。
4.根据权利要求3所述的高强度采煤机摇臂的新材质，其特征在于，其性能参数为：抗
拉强度≥830Mpa，屈服强度≥650Mpa，延伸率≥14%，断面收缩率≥30%，冲击功≥40J。
5.根据权利要求4所述的高强度采煤机摇臂的新材质，其特征在于，其性能参数为：抗
拉强度938Mpa，屈服强度838Mpa，延伸率18%，断面收缩率51%，冲击功141J。
6.根据权利要求1至5任一项所述高强度采煤机摇臂的新材质的热处理工艺，其特征在
于，依次包括以下步骤；
a、首次正火：是先在7-9小时内加温至930-970℃，并保温5-8小时，空冷至常温；
b、二...
【专利技术属性】
技术研发人员：周志刚，郭锐，杨斌，李东，俞冬冬，
申请(专利权)人：湖州中联机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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