基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法技术

本发明专利技术提出了基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法，属于破碎机的板锤制造领域，基于专用合金板锤模具在液态模锻机上实现；采用专用合金板锤模具制得合金板锤的步骤为：1）钢液熔炼，2）模具预热，3）合模及冷却水循环流动，4）浇注，5）液态挤压，6）毛坯件出模，7）检查精整，8）五级淬火+风淬+雾淬的工艺处理，9)回火；制得合金板锤的技术性能指标：1.硬度提高10‑15%；2.铸件组织韧性提高160%；3.重量增加8—15%；4.使用寿命提高2倍。

【技术实现步骤摘要】
基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法
本专利技术属于破碎机的板锤制造领域，尤其是一种基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法。
技术介绍
我国冶金、建材、路桥、矿山、建筑和电力等行业都有大量的不同规格的大型破碎机设备，破碎机在工作过程中直接与砂、土、岩石、矿物等接触，特别是花岗岩、玄武岩压缩强度在200MPa左右，细粒花岗岩可高达300MPa以上，工矿条件十分恶劣，板锤磨损严重而失效，消耗量很大。在冶金、建材、矿山、建筑和电力等行业领域中全国每年各种金属耐磨材料的消耗在数百万吨以上。因此在特定环境下应用的耐磨铸件均要求组织致密，硬度高，耐磨性能好，这对于普通传统的砂型铸造工艺和消失模工艺来说，很难达到对耐磨铸件的要求。因此，研究开发使用寿命长的反击式破碎机板锤能减少磨损造成的损失，降低企业生产成本，具有重要的经济和现实意义。
技术实现思路
根据该类产品的使用特性：板锤要求高硬度、高耐磨性以及其他部位要求高的强韧性，同时应市场和配套厂商的需求，经过反复研究与攻克，本专利技术提出了一种基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法，其特征在于：基于专用合金板锤模具在液态模锻机上实现；所述专用合金板锤模具的结构：水冷式合金板锤液态锻造模具，包括上模和下模，上模通过导向组件与下模连接，所述上模包括上模套、上模芯、上激冷件、水冷式上激冷板，上激冷件固定在上模套与上模芯侧面之间的间隙内，水冷式上激冷板固定在上模套与上模芯顶面之间的间隙内，上模套、上模芯、水冷式上激冷板三者上均设有上压室；所述下模包括下模座、下模套、下模芯、下激冷件、水冷式上激冷板、顶料器及锁模器，下模套固定在下模座上，下激冷件固定在下模套与下模芯侧面之间的间隙内，水冷式下激冷板固定在下模套与下模芯底面之间的间隙内，下模套、下模芯、水冷式下激冷板上均设有顶料室，顶料器上的下压头位于顶料室内,下压头用于顶出下模芯内的毛坯件，下压头的顶面与下模芯成型腔的底面平齐,对称设置的两个锁模器分别固定在下模套的左右两侧面上，锁模器用于锁紧上下模；所述上模与下模合模后，上模的上模芯和下模的下模芯包裹于上激冷件、水冷式上激冷板、下激冷件、水冷式下激冷板组成的激冷部件内；所述水冷式上激冷板和水冷式下激冷板的冷却水腔通过进水管和出水管与供水装置构成循环冷却回路；采用专用合金板锤模具制得合金板锤的方法，具体步骤如下：1）钢液熔炼：钢液由以下成分及质量百分比组成：C=2.8-3.5、Si=≤0.8、Cr=25-28、Mn=0.7-0.8、Mo=0.55-0.7、V=0.2-0.5、P＜0.06、S＜0.04、CrC=7-9、余量为Fe；2）模具预热：模具温度控制在150～300℃；3）合模及冷却水循环流动：模具合模力为800～1200KN，合模后并进行锁模；水冷式上激冷板和水冷式下激冷板内的冷却水通过供水装置实现冷却水循环流动；4）浇注：将钢液浇注至模具的成型腔内，钢液浇注温度为：1250～1350℃；5）液态挤压：钢液浇注至模具内后，采用模芯包裹于激冷件内的方式对钢液进行激冷；在钢液由液态转变为固态过程中，液态模锻机的上压头进入上模压室内对钢液进行挤压，压力为5800～6200KN，上压头的速度为0.165mm/s，上压头保压3～6分钟直至钢液凝固成型，得到毛坯件；6）毛坯件出模：上下模分离，取出的毛坯件通过粉煤灰或耐火棉减缓冷却速度，使毛坯件自然冷却至常温状态；7）检查精整：去除毛坯件上的飞边、毛刺；8）五级淬火+风淬+雾淬的工艺处理：毛坯件常温入炉，升温至280～320℃，保温30～60分钟；升温至380～420℃，保温60～90分钟；升温至480～520℃，保温60～90分钟；升温至630～670℃，保温60～90分钟；升温至1000～1050℃，保温200～250分钟；出炉后的毛坯件先进行风淬再进行雾淬处理；9）回火：毛坯件回炉，温度为180～250℃，保温300～380分钟，出炉空冷，制成产品。对上述技术方案进一步地限定，所述合金板锤模具中的导向组件主要包括导向柱、导向套和锁紧螺母，导向柱与下模座固定连接，在导向柱上滑动的导向套与上模套固定连接。对上述技术方案进一步地限定，所述合金板锤模具中的顶料器由顶料液压油缸和下压头组成，固定在下模座上的顶料液压油缸能推动下压头作顶料动作。对上述技术方案进一步地限定，所述合金板锤模具中的锁模器主要由锁模液压油缸及铰接在活塞杆上的卡块组成。对上述技术方案进一步地改进，所述模具的型腔面、下压头及液态模锻机的上压头上均设有耐高温涂料层；所述液态模锻机的上压头的耐高温涂料层上喷涂有润滑涂料层。对上述技术方案进一步地限定，所述钢液最佳的成分值为：C=3.15、Si=0.696、Cr=25.067、Mn=0.759、Mo=0.673、V=0.278、P=0.021、S=0.009、CrC=8.073、余量为Fe。对上述技术方案进一步地限定，所述风冷淬火处理时控制风量为：18908-24380M3/H风机三台，风压为：610-728Pa，毛坯件表面温度达到：970-1050℃。对上述技术方案进一步地限定，所述雾淬的水雾压力为：4Pa，喷雾时间为：10-30min，毛坯件表面温度：400-600℃。有益效果：本专利技术提高了铸件的韧性和致密性，提高了耐磨铸件的使用寿命，同时还解决了模具在高温下，取成型件不畅及模具使用寿命短的问题；本专利技术大大地降低了生产成本，在工矿企业推广使用具有良好的经济效益和社会效益。附图说明图1是专利技术的结构示意图。图2是图1中的模具结构示意图。图3是图2中上模仰视图。图4是图2中上激冷器的激冷底板结构示意图。图5是图1的使用状态图。图6所示底层涂料配方表。图7所示面层涂料配方表。图8所示润滑涂料配方表。图9是检验报告中不同压力下液态模锻试样硬度值对比图。图10是检验报告中不同压力下液态模锻试样冲击韧性结果对比图。图11是检验报告中1J冲击功下不同工艺试样磨损失重。图12是检验报告中2J冲击功下不同工艺试样磨损失重。图13是检验报告中不同工艺试样金相显微组织。图14是检验报告中（a）工艺试样金相显微组织。图15是检验报告中（b）工艺试样金相显微组织。图16是检验报告中（c）工艺试样金相显微组织。图17是检验报告中（d）工艺试样金相显微组织。图18是检验报告中（e）工艺试样金相显微组织。具体实施方式最佳实施例：基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法，其特征在于：基于专用合金板锤模具在液态模锻机上实现；所述专用合金板锤模具的结构：如图1和图2所示，水冷式合金板锤液态锻造模具，包括上模1和下模2，上模通过导向组件3与下模连接，所述上模1包括上模套101、上模芯102、上激冷件103、水冷式上激冷板104，上模套通过拉杆4与液态模锻机5上的滑块501连接，上激冷件固定在上模套与上模芯的侧面之间，水冷式上激冷板固定在上模套与上模芯顶面之间，上模套、上模芯、水冷式上激冷板三者上均设有上压室105，液态模锻机的上压头通过上压室进入上模芯内，上压室的形状与液态模锻机的上压头形状相匹配；所述下模2包括下模座201、下模套202、下模芯203、下激冷件204、水冷式上激冷板205本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法，其特征在于：基于专用合金板锤模具在液态模锻机上实现；所述专用合金板锤模具的结构：水冷式合金板锤液态锻造模具，包括上模和下模，上模通过导向组件与下模连接，所述上模包括上模套、上模芯、上激冷件、水冷式上激冷板，上激冷件固定在上模套与上模芯侧面之间的间隙内，水冷式上激冷板固定在上模套与上模芯顶面之间的间隙内，上模套、上模芯、水冷式上激冷板三者上均设有上压室；所述下模包括下模座、下模套、下模芯、下激冷件、水冷式上激冷板、顶料器及锁模器，下模套固定在下模座上，下激冷件固定在下模套与下模芯侧面之间的间隙内，水冷式下激冷板固定在下模套与下模芯底面之间的间隙内，下模套、下模芯、水冷式下激冷板上均设有顶料室，顶料器上的下压头位于顶料室内, 下压头用于顶出下模芯内的毛坯件，下压头的顶面与下模芯成型腔的底面平齐,对称设置的两个锁模器分别固定在下模套的左右两侧面上，锁模器用于锁紧上下模；所述上模与下模合模后，上模的上模芯和下模的下模芯包裹于上激冷件、水冷式上激冷板、下激冷件、水冷式下激冷板组成的激冷部件内；所述水冷式上激冷板和水冷式下激冷板的冷却水腔通过进水管和出水管与供水装置构成循环冷却回路；采用专用合金板锤模具制得合金板锤的方法，具体步骤如下：1）钢液熔炼：钢液由以下成分及质量百分比组成：C=2.8‑3.5、Si=≤0.8、Cr=25‑28、Mn=0.7‑0.8、Mo=0.55‑0.7、V=0.2‑0.5 、P＜0.06、S＜0.04、CrC=7‑9、余量为Fe；2）模具预热：模具温度控制在150～300℃；3）合模及冷却水循环流动：模具合模力为800～1200KN，合模后并进行锁模；水冷式上激冷板和水冷式下激冷板内的冷却水通过供水装置实现冷却水循环流动； 4）浇注：将钢液浇注至模具的成型腔内，钢液浇注温度为：1250～1350℃；5）液态挤压：钢液浇注至模具内后，采用模芯包裹于激冷件内的方式对钢液进行激冷；在钢液由液态转变为固态过程中，液态模锻机的上压头进入上模压室内对钢液进行挤压，压力为5800～6200KN，上压头的速度为0.165mm/s，上压头保压3～6分钟直至钢液凝固成型，得到毛坯件；6）毛坯件出模：上下模分离，取出的毛坯件通过粉煤灰或耐火棉减缓冷却速度，使毛坯件自然冷却至常温状态；7）检查精整：去除毛坯件上的飞边、毛刺；8）五级淬火+风淬+雾淬的工艺处理：毛坯件常温入炉，升温至280～320℃，保温30～60分钟；升温至380～420℃，保温60～90分钟；升温至480～520℃，保温60～90分钟；升温至630～670℃，保温60～90分钟；升温至1000～1050℃，保温200～250分钟；出炉后的毛坯件先进行风淬再进行雾淬处理；9）回火：毛坯件回炉，温度为180～250℃，保温300～380分钟，出炉空冷，制成产品。...

【技术特征摘要】
1.基于激冷与液态模锻的合金板锤生产方法，其特征在于：基于专用合金板锤模具在液态模锻机上实现；所述专用合金板锤模具的结构：水冷式合金板锤液态锻造模具，包括上模和下模，上模通过导向组件与下模连接，所述上模包括上模套、上模芯、上激冷件、水冷式上激冷板，上激冷件固定在上模套与上模芯侧面之间的间隙内，水冷式上激冷板固定在上模套与上模芯顶面之间的间隙内，上模套、上模芯、水冷式上激冷板三者上均设有上压室；所述下模包括下模座、下模套、下模芯、下激冷件、水冷式上激冷板、顶料器及锁模器，下模套固定在下模座上，下激冷件固定在下模套与下模芯侧面之间的间隙内，水冷式下激冷板固定在下模套与下模芯底面之间的间隙内，下模套、下模芯、水冷式下激冷板上均设有顶料室，顶料器上的下压头位于顶料室内,下压头用于顶出下模芯内的毛坯件，下压头的顶面与下模芯成型腔的底面平齐,对称设置的两个锁模器分别固定在下模套的左右两侧面上，锁模器用于锁紧上下模；所述上模与下模合模后，上模的上模芯和下模的下模芯包裹于上激冷件、水冷式上激冷板、下激冷件、水冷式下激冷板组成的激冷部件内；所述水冷式上激冷板和水冷式下激冷板的冷却水腔通过进水管和出水管与供水装置构成循环冷却回路；采用专用合金板锤模具制得合金板锤的方法，具体步骤如下：1）钢液熔炼：钢液由以下成分及质量百分比组成：C=2.8-3.5、Si=≤0.8、Cr=25-28、Mn=0.7-0.8、Mo=0.55-0.7、V=0.2-0.5、P＜0.06、S＜0.04、CrC=7-9、余量为Fe；2）模具预热：模具温度控制在150～300℃；3）合模及冷却水循环流动：模具合模力为800～1200KN，合模后并进行锁模；水冷式上激冷板和水冷式下激冷板内的冷却水通过供水装置实现冷却水循环流动；4）浇注：将钢液浇注至模具的成型腔内，钢液浇注温度为：1250～1350℃；5）液态挤压：钢液浇注至模具内后，采用模芯包裹于激冷件内的方式对钢液进行激冷；在钢液由液态转变为固态过程中，液态模锻机的上压头进入上模压室内对钢液进行挤压，压力为5800～6200KN，上压头的速度为0.165mm/s，上压头保压3～6分钟直至钢液凝固成型，得到毛坯件；6）毛坯件出模：上下模分离，取出的毛坯件通...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗联，黄太科，李华周，姚自海，李少文，
申请(专利权)人：湖北庚联耐磨材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42