一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法及其装置，在高锰钢工作面上按一定规律排布硬质合金，通过铸造的方式将熔化的钢水与高硬度的硬质合金浇铸在一起，两者紧密接合形成一个整体，共同承担物料的冲击和磨损，寿命提高3‑5倍。硬质合金在高锰钢工件工作面上起硬质点的作用，增加其耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法及其装置
本专利技术涉及砂型铸造领域，尤其涉及一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法及其装置。
技术介绍
铸造行业中，高锰钢是一种特殊的耐磨材料，具有较高的韧性，当受到冲击或加工时，其表面迅速硬化，初始硬度可提高2倍，达到HB500左右，但进一步提高其硬度相当困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法及其装置，在高锰钢工作面上按一定规律排布硬质合金，通过铸造的方式将熔化的钢水与高硬度的硬质合金浇铸在一起，两者紧密接合形成一个整体，共同承担物料的冲击和磨损，寿命提高3-5倍。在砂型铸造过程中，先造出型腔，在工作面上按梅花状排布硬质合金(呈圆柱状或圆锥状)，长度占铸件厚度的1/2-60％，再将高锰钢钢水浇注入型腔中将硬质合金包熔在一起形成一个整体工件。选择能和高锰钢接合的硬质合金(两者性能一致)，在其一头端部焊上钢钉，按图纸中硬质合金的排布方案，将硬质合金插入型砂中，紧贴型腔表面，让整根硬质合金悬在型腔内；通过电炉熔炼出合格的高锰钢钢水，达到合适的温度后，浇铸入型腔中，钢水将硬质合金包熔在一起，冷却后形成一个整体。后序按高锰钢的要求进行水韧处理或机加工，硬质合金在工作面上起硬质点的作用，增加基体的耐磨性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法，所述方法包括如下工艺步骤：(1)对硬质合金体进行检测：对硬质合金体进行硬度检测和水韧处理，检测合格后进行表面去油污处理；(2)在硬质合金体的一头端部用不锈钢焊条焊上钢钉，焊接后进行检查，必须焊接牢固，不得有虚焊、脱落现象；(3)制作好砂型铸造模具2，造好型腔，型腔内做好涂料后，在需要布置硬质合金体的型腔表面按要求划线或者采用样板确定硬质合金体的具体位置点，将焊接有钢钉的硬质合金体钉入砂型铸造模具2中，硬质合金体在其表面，砂型铸造模具合箱后硬质合金体支撑在型腔内；(4)高锰钢工件通过熔炼炉冶炼合格后，在1450-1500℃浇注到镶有硬质合金体的型腔中，浇注速度为90～100公斤/秒；(5)浇注完成后，保温13-19小时，达到了保温时间后开箱，以确保高锰钢工件表面温度在250℃以下，减少内应力产生的裂纹倾向；(6)去除钢钉，硬质合金体在高锰钢工件表面，其硬度达到HRC60以上，采用气刨或砂轮打磨其表面。进一步地，所述高锰钢工件为锤头，其包括锤头本体、锤头头部，锤头头部的一端侧设置有多个容纳孔，容纳孔内容纳有硬质合金体，容纳孔关于锤头的轴线左右对称设置，容纳孔关于锤头的轴线左右两侧都为四列，从左至右，左侧每列个数分布为4、3、4、3，右侧每列个数分布为3、4、3、4。进一步地，所述硬质合金体为圆锥体，圆锥体锥角a为2-5°，圆锥体大横截面端与不锈钢钢钉的大横截面端焊接在一起。进一步地，所述硬质合金体为圆柱体，不锈钢钢钉的大横截面端与硬质合金体焊接在一起，不锈钢钢钉的尖端朝向远离锤头的一端。进一步地，所述硬质合金体的长度为锤头头部厚度的50-60％，锤头头部厚度为垂直于硬质合金体轴线的平面内厚度。进一步地，所述钢钉采用火焰切割或机械的方式施力去除。进一步地，所述硬质合金体的材质为碳化铬硬质合金、碳化钛硬质合金或AL2O3硬质合金。本专利技术通过在高锰钢工作面上按一定规律排布硬质合金，通过铸造的方式将熔化的钢水与高硬度的硬质合金浇铸在一起，两者紧密接合形成一个整体，共同承担物料的冲击和磨损，寿命提高3-5倍。硬质合金在高锰钢工件工作面上起硬质点的作用，增加其耐磨性。附图说明图1为本专利技术砂型铸造结构示意图；图2为本专利技术高锰钢工件结构示意图；图3为本专利技术图2的P-P向结构示意图；图4为本专利技术硬质合金体焊接钢钉结构示意图；图5为本专利技术硬质合金体另一实施例结构示意图。图中：高锰钢工件/锤头1、锤头本体11、锤头头部12、容纳孔13、砂型铸造模具2、型腔21、硬质合金体3、钢钉4。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。具体步骤如下：(1)对硬质合金体3进行检测：对硬质合金体进行硬度检测和水韧处理，合格后进行表面去油污处理；(2)在硬质合金体的一头端部用不锈钢焊条焊上钢钉4，焊接后进行检查，必须焊接牢固，不得有虚焊、脱落现象；(3)本专利技术主要应用在砂型工艺中，制作好砂型铸造模具2，造好型腔，型腔内做好涂料后，在需要布置硬质合金体的型腔表面按要求划线或者采用样板确定硬质合金体的具体位置点，将焊有钢钉的硬质合金体钉入砂型铸造模具2中，硬质合金体在表面，砂型铸造模具合箱后支撑在型腔内；(4)高锰钢工件1通过熔炼炉冶炼合格后，在1480℃浇注到镶有硬质合金体的型腔中，浇注速度为90～100公斤/秒；(5)浇注完成后，视工件大小确定保温时间，一般为12-20小时，这里的高锰钢锤头采用保温时间116-17小时，达到了保温时间后开箱，以确保工件表面温度在250℃以下，减少内应力产生的裂纹倾向；(6)后序工序按高锰钢的要求同步进行，去除钢钉，硬质合金体在工件表面，硬度比较高(达到HRC60以上)，机加工不了，只有采用气刨或砂轮打磨其表面。这样既保证了高锰钢高的韧性，又提高了耐磨性。参见附图1-5：高锰钢工件/产品1为锤头1类零件，其包括锤头本体11、锤头头部12，锤头头部12的一端侧设置有多个容纳孔13，容纳孔13内容纳有硬质合金体3，容纳孔13关于锤头1的轴线左右对称设置，为了增强锤头的耐磨性，较佳地，容纳孔13关于锤头1的轴线左右两侧都为四列，从左至右，左侧每列个数分布为4、3、4、3，右侧为3、4、3、4。不锈钢钢钉4的大横截面端与硬质合金体3焊接在一起，不锈钢钢钉4的尖端朝向远离锤头1的一端；硬质合金体3可以为圆柱体，较佳地，硬质合金体3为圆锥体，圆锥体锥角a为2-5°，圆锥体大横截面端与不锈钢钢钉4的大横截面端焊接在一起，在保证强度的基础上有效增加了硬质合金体3的接触面，增强了锤头的耐磨性。砂型铸造模具2内形成型腔21，砂型铸造成型时，焊接一体的硬质合金体3、钢钉4位于型腔21内，然后浇注高锰钢熔液。本专利技术通过在高锰钢工作面上按一定规律排布硬质合金，通过铸造的方式将熔化的钢水与高硬度的硬质合金浇铸在一起，两者紧密接合形成一个整体，共同承担物料的冲击和磨损，寿命提高3-5倍。硬质合金在高锰钢工件工作面上起硬质点的作用，增加其耐磨性。上述实施方式是对本专利技术的说明，不是对本专利技术的限定，任何对本专利技术简单变换后的结构或改进均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法，所述方法包括如下工艺步骤：(1)对硬质合金体进行检测：对硬质合金体进行硬度检测和水韧处理，检测合格后进行表面去油污处理；(2)在硬质合金体的一头端部用不锈钢焊条焊上钢钉，焊接后进行检查，必须焊接牢固，不得有虚焊、脱落现象；(3)制作好砂型铸造模具2，造好型腔，型腔内做好涂料后，在需要布置硬质合金体的型腔表面按要求划线或者采用样板确定硬质合金体的具体位置点，将焊接有钢钉的硬质合金体钉入砂型铸造模具2中，硬质合金体在其表面，砂型铸造模具合箱后硬质合金体支撑在型腔内；(4)高锰钢工件通过熔炼炉冶炼合格后，在1450‑1500℃浇注到镶有硬质合金体的型腔中，浇注速度为90～100公斤/秒；(5)浇注完成后，保温13‑19小时，达到了保温时间后开箱，以确保高锰钢工件表面温度在250℃以下，减少内应力产生的裂纹倾向；(6)去除钢钉，硬质合金体在高锰钢工件表面，其硬度达到HRC60以上，采用气刨或砂轮打磨其表面。

【技术特征摘要】
1.一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法，所述方法包括如下工艺步骤：(1)对硬质合金体进行检测：对硬质合金体进行硬度检测和水韧处理，检测合格后进行表面去油污处理；(2)在硬质合金体的一头端部用不锈钢焊条焊上钢钉，焊接后进行检查，必须焊接牢固，不得有虚焊、脱落现象；(3)制作好砂型铸造模具2，造好型腔，型腔内做好涂料后，在需要布置硬质合金体的型腔表面按要求划线或者采用样板确定硬质合金体的具体位置点，将焊接有钢钉的硬质合金体钉入砂型铸造模具2中，硬质合金体在其表面，砂型铸造模具合箱后硬质合金体支撑在型腔内；(4)高锰钢工件通过熔炼炉冶炼合格后，在1450-1500℃浇注到镶有硬质合金体的型腔中，浇注速度为90～100公斤/秒；(5)浇注完成后，保温13-19小时，达到了保温时间后开箱，以确保高锰钢工件表面温度在250℃以下，减少内应力产生的裂纹倾向；(6)去除钢钉，硬质合金体在高锰钢工件表面，其硬度达到HRC60以上，采用气刨或砂轮打磨其表面。2.如权利要求1所述一种高锰钢工件内镶嵌硬质合金的方法，其特征在于：所述高锰钢工件为锤头，其包括锤头本体、锤头头部，锤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐化林，余华强，张子弦，刘青，
申请(专利权)人：湖北金阳石新型耐磨材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42