一种打结器钳嘴合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种打结器钳嘴合金材料及其制备方法，该材料以质量百分比计，其含有C 0.9-1.5％，Si<0.5％，Mn 0.5-0.9％，P<0.03％，S 0.02-0.03％，Cr 3-8％，Mo 0.5-2％，W 0.5-2％，V 1-2％，余量为Fe。其制备方法包括以下：按照化学成份配料后进行熔炼、保温、浇注、淬火，得到打结器钳嘴合金材料。该合金材料的强韧兼备，具有高强度、高韧性、耐磨等优点，其硬度可以达到HRC58，抗拉强度可以达到1617MPa，冲击韧性可以达到26.1J/cm2。本发明专利技术所提供的打结器钳嘴合金材料的制备方法，具有方便、简单、易于操作的优点，适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料制造领域，具体而言，涉及一种打结器钳嘴合金材料及其制 备方法。
技术介绍
打结器是捡拾压捆机用来给草捆结绳的机构，穿针把捆绳通过割刀的弧形导绳槽 口，紧贴打结钳嘴活动卡爪的上面，送到夹绳盘（缺口盘）的一个缺口里，缺口盘在蜗杆机 构驱动下旋转1/8周。捆绳被带着向下运动，由于压绳弹簧板（压绳器）的压力而被夹住， 打结钳嘴旋转3/4周后，其上形成绳圈，卡爪的滚轮正好到达架体上凸轮轨道的低滑道段， 驱使活动卡爪张开，准备抓取双股捆绳，当打结钳嘴卡爪咬住捆绳后，穿针回位并把捆绳放 到刚好转到上面的夹绳盘（缺口盘）的缺口内，作为一次打结前绳头。在打结钳嘴咬住捆绳 后，刀架开始运动，割刀把两股捆绳同时割断。这时刀架还继续运动，用弧形导绳槽口把打 结钳嘴上的绳圈推向尖部而后脱下。最后在后续压缩物的推动下，钳嘴中还咬着的双股绳 头也脱出，即打成两个绳头一样长的死绳结。打结器在〇. 6~0. 7S内，可完成送绳、夹绳、 绕绳、抓绳、割绳、回位、脱扣等动作。每次打捆动作的开始和终止都由机械自动控制，此机 构高的准确性、协调性、可靠性，保证了成捆率达到99%以上。 由此可见，在该机构中打结钳嘴是一个关键部件。在打绳结的过程中，钳嘴前端与 捆绳直接接触，在突轮盘的作用下旋转并完成绕绳、抓绳、系扣的动作。在此过程中不断受 到变幅循环载荷、磨损、摩擦以及冲击作用，在上钳嘴的边缘上和销结处的应力值严重，逐 渐形成裂纹、疲劳，最后扩展直到完全断裂。所以，打结钳嘴是打结器最容易磨损的部件，钳 嘴材料的好坏将直接影响打结器的正常工作。钳嘴材料强度低、韧性差、不耐磨会导致在生 产过程中频繁更换受损的零件，停产维护使生产效率降低、影响整个工期。 有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种打结器钳嘴合金材料，以解决现有技术中钳嘴材 料强度低、韧性差、不耐磨，零件需要经常停工更换的缺点。所述的打结器钳嘴合金材料具 有高强度、高韧性、耐磨等优点。 本专利技术的第二目的在于提供一种所述的打结器钳嘴合金材料的制备方法，该方法 通过熔炼、保温、浇注、淬火的操作，获得该合金材料，具有方便、简单、易于操作的优点。 为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案： -种打结器钳嘴合金材料，其特征在于，以质量百分比计，其含有C0. 9-1. 5%， Si<0. 5%,Μη0. 5-0. 9%,P<0. 03%,S0. 02-0. 03%,Cr3-8%,Mo0. 5-2%,ff0. 5-2%,V 1-2%，余量为Fe。 该合金材料的化学组成中，C是碳化物相生成的基础，在合金材料中的其他碳化物 形成元素结合，因此，C含量的选择控制在0. 9~1. 5% ;Si是促进石墨化元素，可溶于铁 素体，提高其抗拉强度和硬度，但含量过高会降低材料的塑性，因此，Si的含量不宜过高，可 选为小于0. 5%;Mn元素可以提高钢的韧性、强度、硬度和耐磨性，同时提高钢的淬透性，改 善钢的热加工性能，在熔炼中起脱氧剂或合金添加剂的作用，Μη也是良好的脱硫剂，但是， Μη有严重的正偏析倾向，可富集于共晶团晶界处形成晶间碳化物，降低材料的韧性，因此， 控制Μη的含量在0. 5~0. 9%;Cr元素在结构钢和工具钢中是强碳化物形成元素，细小的 碳化物相在合金基体上均匀分布，可以使分散应力集中，且能显著提高钢的强度、硬度和耐 磨性，但同时降低塑性和韧性，所以控制在3-8%;Mo是一种强淬透性添加剂，能显著提高 材料的淬透性，这点对于高频感应表面淬火处理十分重要，且Mo在钢中形成M2C碳化物相， 并能使钢的晶粒细化，但其Mo的价格较贵，含量在0. 5-2. 0%范围内即可；V的作用是通过 形成VC化合物影响钢的组织和性能，主要在奥氏体晶界的铁索体中沉淀析出，从而起到细 化铁索体晶粒、提高钢的强度和韧性，另外，V增加了钢的淬透性，在快速冷却过程中产生马 氏体组织，同时减少Si和V的含量，使析出的VC的量减小，从而减少断裂源、提高冲击韧 性，为防止晶粒粗大，V的含量控制在1-2%之间；W的熔点高、比重大，也容易与碳形成碳 化钨，提高硬度和耐磨性，在该合金材料加入钨，可显著提高红硬性和热强性，其含量控制 在0. 5~2% ;P在铸钢中有严重的偏析倾向，容易在晶界处形成磷共晶，使材质变脆，P的 含量小于〇. 03% ;S可以生成硫化物或硫氧化物，增加夹杂物数量，因此，S的含量也应该在 0. 02-0. 03%之间。 本专利技术所提供的钳嘴材料化学成份的配比更加合理和优化，较低的锰含量避免了 锰元素在材料中形成碳化物恶化材料的性能，合理降低的铬含量，虽然减小了碳化铬的含 量，但是使形成的M7C3碳化物细化并均匀的分散在基体中，从而增加了耐磨性，同时材料的 淬透性及淬硬性得以保证。 综上所述，本专利技术所提供的打结器钳嘴合金材料，其化学成分中含有较低的碳、 硅、铬，较高的钼、钒、钨。这种成分设计，降低了正偏析倾向，同时保证了足够的形成碳化物 的元素含量，避免富集于共晶团晶界处晶间碳化物的形成，提高材料的强度和韧性。Cr和C 含量的减小，有助于提高材料的强度、延展性、韧性和耐磨性。较低的Cr和C量，一定程度 上减少了碳化物的形成，使M7C3型碳化物能得到细化并且均匀分布。增加Mo、V的含量会使 二次硬化的硬度提高。一般，断裂出现在粗大的M7C3型碳化物的破裂处，本专利技术所实现的对 碳化物的细化和均匀分散，能够从微观结构上抑制碳化物破裂时的应力上升和裂纹成长， 从而达到强韧兼备的效果。因此，使得本专利技术提供的合金材料在强度性能上得到保障，并且 保证了材料性能的均匀性。可以作为打结器钳嘴材料使用，其综合性能相比于国内常用的 材料，如9SiCr，可以大幅度提高，使打结器钳嘴的使用寿命提高50% -100%。 优选的，所述的打结器钳嘴合金材料，以质量百分比计，其含有C0.9-1. 2%，Si 0. 30-0. 35%,Μη0. 55-0. 65%,Ρ0. 01-0. 02%,S0. 02%,Cr6. 5-7. 5%,Mo1. 3-1.5%, W1.0-1. 2%，V1.4-1. 5%，余量为Fe。 P在铸钢中有严重的偏析倾向，容易在晶界处形成磷共晶，使材质变脆；S可以生 成硫化物或硫氧化物。这两种元素都会降低合金材料的强度和韧性，因此，必须控制其含量 在极小的范围内。 -种打结器钳嘴合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 按照化学成份配料后进行熔炼、保温、浇注、淬火，得到打结器钳嘴合金材料。 熔炼，是将金属材料及其它辅助材料投入加热炉溶化并调质，炉料在高温 (1300-1600K)炉内物料发生一定的物理、化学变化，产出粗金属或金属富集物和炉渣的火 法冶金过程。保温是为了使熔融态的金属均匀化。浇注成型后淬火，钢的淬火是将钢加热 到临界温度Ac3(亚共析钢）或Acl(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。 优选的，所述的打结器钳嘴合金材料的制备方法，具体包括以下步骤： (1)、按照上述化学成份配料，并置于中频感应熔炼炉内熔炼，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种打结器钳嘴合金材料，其特征在于，以质量百分比计，其含有C 0.9‑1.5％，Si<0.5％，Mn 0.5‑0.9％，P<0.03％，S 0.02‑0.03％，Cr 3‑8％，Mo 0.5‑2％，W 0.5‑2％，V 1‑2％，余量为Fe。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：布库，焦巍，伊岚，
申请(专利权)人：布库，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15