一种整体铸造挖斗制造技术

本发明专利技术涉及一种整体铸造挖斗及其制造方法。整体铸造挖斗，包括吊耳、顶板、两个侧板及与两侧板连接的底板。一种用于铸造所述挖斗的铸钢，组成如下：C：0.1%～0.6%；Si：0.2%～0.6%；Mn：0.5%～1.8%；Cr：0.5%～1.6%；Ni：0.2%～0.75%；Mo:0.1%～0.6%；P≤0.035%，S≤0.035%，余量为铁。采用所述的铸钢制造整体挖掘机挖斗的方法：将铸钢组份放入熔炼炉中进行熔炼完成后进行炉前变质处理、制造模型和模板、覆膜、加热、抽真空、放置沙箱、加砂、造型、合箱、浇注、淬火、回火冷却到常温，完成挖斗的铸造。本发明专利技术产品强度高、耐磨、抗腐蚀、抗冲击力强，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程机械领域，尤其是涉及一种整体铸造挖斗及其制造方法。
技术介绍
挖掘机挖斗一般采用铸铁材料，在使用一段时间后，铸铁材料的磨损比较严重，当磨损到不能起到保护作用时，则需要进行更换处理，而如果使用硬度更高的高含量合金材钢料制作挖斗时，这种较高硬度的合金钢材料虽然具有较好的耐磨性能，但是综合力学性能较差，较高硬度导致其脆性也较大，使用时极容易绷断。另外现有的挖掘机挖斗，几乎都是采用焊接工艺组合而成，不能进行热处理，不耐磨，焊接处易断裂，使用寿命短。提高钢的耐磨特性通常采用添加稀土元素，对提高性能有一定作用，但存在很难控制且效果有限的问题，在实际生产中无法达到预期的机械性能指标。钢材的组织结构决定其性能，尤其是强度和韧性。晶粒越细，钢材的强度和韧性就越高。对钢来说，形成产生强度和韧性的最佳组合的细粒微观结构的传统方法是通过形变热处理。此外，使用用来脱氧和脱硫的先进的钢包精炼技术通过全面减少钢的氧含量和硫含量，已经带来进一步的质量改善。但是夹杂物并不总是造成钢中的问题。借助夹杂物能够作为诸如铁素体和奥氏体的不同类型的转变产物的有效的非均匀成核位点的能力，在凝固过程中和呈固态时，可以利用夹杂物对微观结构演化的催化作用。水性淬火剂的特点是在整个冷却过程中具备高的冷却速率，在高温冷却阶段可以促使晶粒细化、晶形规则，有利于提高工件的使用性能，但在低温阶段，过高的冷却速率容易导致工件开裂、淬火变形、出现软点等问题；此外水性淬火剂普遍存在着防锈性能不足和清净能力不足等问题，容易产生氧化皮，淬火工件携带量较多，极大的影响加工工艺和生产效率。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种整体铸造挖斗及其制造方法，通过对材料和工艺进行
研究和分析，采用耐磨合金材料整体铸造，生产工艺简化，产品性能稳定、一致性强。本专利技术技术方案为：一种整体铸造挖斗，包括吊耳、顶板、两个侧板以及两个侧板连接的底板，吊耳、顶板、两个侧板和底板为一整体结构。所述侧板上设有侧齿板，所述吊耳与顶板连接处设有吊耳加强筋。所述侧齿板起保护挖斗两个侧板部位本体不受磨损，因为侧板部位本体磨损后不容易焊接，但是侧齿板磨损后可以更换。吊耳加强筋的作用是加固吊耳，提高吊耳的承受力，延长挖斗的试用寿命。所述侧板靠近斗前沿处的区域设有多个耐磨块和耐磨球，所述耐磨块靠近所述侧板和底板连接处；所述底板靠近两侧板处设有两条纵向筋，所述底板中部设有多条横向筋。设置的耐磨块和耐磨球可以加大摩擦，提高侧板的耐磨性；横向筋和纵向筋结合设置于底板上，加大摩擦，提高底板的耐磨性，并且底板靠近两侧板连接处设置的纵向筋对侧板也有保护作用，同时也提高挖斗操作的便利性。所述整体铸造挖斗通过本专利技术方法真空整体浇注的一体结构包括吊耳、吊耳加强筋、顶板、两个侧板、底板、耐磨块，耐磨球，纵向筋，横向筋。一种用于铸造所述的挖斗的铸钢，所述铸钢的重量百分比组成如下：C：0.1％～0.6％；Si：0.2％～0.6％；Mn：0.5％～1.8％；Cr：0.5％～1.6％；Ni：0.2％～0.75％；Mo：0.1％～0.6％；P≤0.035％，S≤0.035％，余量为铁。进一步优化地，所述铸钢的重量百分比组成如下：C：0.25％；Si：0.3％；Mn：1.2％；Cr：0.8％；Ni：0.25％；Mo：0.4％；P≤0.035％，S≤0.035％，余量为铁。C：含碳量越高，强度就越高，但塑性、韧性也会随之降低；反之，含碳量越低，塑性、韧性越高，其强度也会随之降低。为了达到挖斗具有匹配的强度和韧性，本专利技术铸钢碳重量百分比为0.1％～0.6％。碳在钢中主要以固溶或生成碳化物的形式存在。碳化物可作为增强相增加钢的硬度和强度，利用热处理方法，先在较高的温度下使碳化物都熔融在奥氏体中，然后利用碳化物微细化淬火方式进行热处理，使碳化物颗粒极为细小且均匀分布，可进一步提高钢的强韧性。Si用以防止钢的氧化以及稳固基体保证挖斗强度，抑制先共析铁素体的产生，促进针状铁素体的形成。但是Si会易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔合物的流动
性，引起喷溅，影响挖斗质量，且当硅含量超过一定值，铁素体的冲击韧性急剧下降。Mn是强化元素之一，能溶解于铁素体中，起固溶强化作用，提高合金淬透性，提高挖斗的耐磨性和强度，Mn又是一种良好的脱氧剂和脱硫剂，可以利用它来进行脱氧和脱硫，当Mn含量为0.5％～1.8％时，可以使挖斗强度明显提高，并能提高Mn在低温下的冲击韧性。Cr铬能抑制和减少先共析铁素体的析出，细化铁素体的晶粒，有利于提高针状铁素体的含量，显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性，提高了钢的脆性转变温度及回火脆性。钢中加入一定量的铬，能提高硬度和强度，随着铬含量的增加，钢的抗拉强度和硬度也显著上升，本专利技术铸钢中Cr的重量百分比为0.5％～1.6％。Ni可以强化铁素体提高铸钢的韧性和强度，尤其是低温冲击韧性，提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性，降低韧脆转变温度，提高屈强比，改善钢的加工性和可焊性，而且能抗碱和大气的腐蚀。但镍属于稀缺的战略物资，价格比较昂贵。本专利技术Ni重量百分比为0.2％～0.75％。Mo具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等特性。钼非常坚硬。把少量钼加到钢之中，可使钢变硬。P和S，降低塑性，过低含量的控制会造成成本增加，且夹杂物并不总是造成钢中的问题。一种利用所述的铸钢整体挖掘机挖斗的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铸钢组份放入熔炼炉中于1600－1650℃进行熔炼，使炉料融化稳定、均匀，达到浇注要求；2)熔炼完成的钢水进行炉前变质处理：浇注前熔炼炉中加入稀土在1600-1620℃下对钢水进行变质处理后，放入晶粒细化剂对钢水进一步变质，得到变质处理的钢水；3)制造模型和模板：制造带有抽气室的底板和挖斗一致的上、下模型，模型边缘、死角、阴角处、深凹槽处等重点部位开设透气孔，将模型固定在底板上，所述透气孔与底板抽气室直接连通；所述底板抽气室的作用是抽取模型中的空气，使模型处于负压状态；所述制作模型的材质为铝板或木板；4)覆膜、加热、抽真空：将与挖斗模型大小的EVA塑料薄膜加热至软化得到软化薄膜，开启抽真空装置，使软化薄膜与所述步骤3)的上、下模型分别紧贴在一起，喷涂铸钢涂料并烘干，得到覆膜后的上、下模型；5)放置沙箱、加砂、造型：将带有过滤抽气系统的一个砂箱放在所述步骤4)覆膜后的上模型上，向沙箱内充填无粘结剂和附加物的干燥的石英砂，启动振实台，将沙箱内型石英砂振实并刮平砂面，再铺上一层塑料薄膜密封，打开抽气阀门，负压4～9Kpa，使砂箱石英成型后取出模型，形成上箱型腔；将带有过滤抽气系统的另一砂箱放在所述步骤4)覆膜后的下模型上，重复此步骤操作，形成下箱型腔；6)合箱、浇注：将所述步骤5)上箱型腔、下箱型腔合拢，放置浇冒口，将所述步骤2)经过变质处理的钢水倒入上箱型腔和下箱型腔合拢后形成的空腔中浇注，浇铸完毕后，在负压4～9Kpa下继续抽取真空2～2.5h，卸负压吊起砂箱，石英砂溃散得到成型件；7)将所述步骤6)成型件在热处理炉中升温到890～910℃，保温2.5～3h淬火；8)淬火完成后的成型件进行回火，回火完成后成型件自然冷却到常温，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体铸造挖斗，包括吊耳（1）、顶板、两个侧板（3）以及两个侧板（3）连接的底板（4），其特征在于：吊耳（1）、顶板、两个侧板（3）和底板（4）为一整体结构。

【技术特征摘要】
1.一种整体铸造挖斗，包括吊耳（1）、顶板、两个侧板（3）以及两个侧板（3）连接的底板（4），其特征在于：吊耳（1）、顶板、两个侧板（3）和底板（4）为一整体结构。2.根据权利要求1所述的整体铸造挖斗，其特征在于：所述侧板（3）上设有侧齿板（8），所述吊耳（1）与顶板连接处设有吊耳加强筋（2）。3.根据权利要求1所述的整体铸造挖斗，其特征在于：所述侧板（3）靠近斗前沿处（7）的区域设有多个耐磨块（5）和耐磨球（6），所述耐磨块（5）靠近所述侧板（3）和底板（4）连接处；所述底板（4）靠近两个侧板（3）处设有两条纵向筋（9），所述底板（4）中部设有多条横向筋（10）。4.一种用于铸造权利要求1所述的挖斗的铸钢，其特征在于，用于铸造所述挖斗的铸钢的重量百分比组成如下：C：0.1%～0.6%；Si：0.2%～0.6%；Mn：0.5%～1.8%；Cr：0.5%～1.6%；Ni：0.2%～0.75%；Mo:0.1%～0.6%；P≤0.035%，S≤0.035%，余量为铁。5.根据权利要求4所述的挖斗的铸钢，其特征在于，用于铸造所述挖斗的铸钢的重量百分比组成如下：C：0.25%；Si：0.3%；Mn：1.2%；Cr：0.8%；Ni：0.25%；Mo：0.4%；P≤0.035%，S≤0.035%，余量为铁。6.一种采用权利要求4或5所述的铸钢制造整体挖掘机挖斗的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）将铸钢组份放入熔炼炉中进行熔炼，使炉料融化稳定、均匀，达到浇注要求；2）熔炼完成的钢水进行炉前变质处理：浇注前熔炼炉中加入稀土在1600-1620℃下对钢水进行变质处理后，放入晶粒细化剂对钢水进一步变质，得到变质处理的钢水；3）制造模型和模板：制造带有抽气室的底板和挖斗一致的上、下模型，所述上、下模型的边缘、死角、阴角处和深凹槽处开设透气孔，将模型固定在底板上，所述透气孔与底板抽气室直接连通；4）覆膜、加热、抽真空：将与挖斗模型大小的EVA塑料薄膜加热至软化得到软化薄膜，开启抽真空装置，使软化薄膜与所述步骤3）的上、下模型分别紧贴在一起，喷涂铸钢涂料并烘干，得到覆膜后的上、下模型；5）放置沙箱、加砂、造型：将带有过滤抽气系统的一个砂箱放在所述步骤4）覆膜后的上模型上，向沙箱内充填无粘结剂和附加物的干燥的石英砂，启动振实台，将沙箱内型石英砂振实并刮平砂面，再铺上一层塑料薄膜密封，打开抽气阀门，负压4～9Kpa，使砂箱石英成型后取出模型，形成上箱型腔；将带有过滤抽气系统的另一砂箱放在所述步骤4）覆膜后的下模型上，重复此步骤操作，形成下箱型腔；6）合箱、浇注：将所述步骤5）上箱型腔、下箱型腔合拢，放置浇冒口，将所述步骤2）经过变质处理的钢水倒入上箱型腔和下箱型腔合拢后形成的空腔中浇注，浇铸完毕后，在负压4～9Kpa下继续抽取真空2~2.5h，停止抽负压吊起砂箱，石英砂溃散得到成型件；7）将所述步骤6）成型件在热...

【专利技术属性】
技术研发人员：万继文，
申请(专利权)人：湖北万鑫精密铸锻股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42