一种开铁口机钎尾轴的制备方法技术

本发明专利技术属于机械加工领域，具体涉及一种开铁口机钎尾轴的制备方法。本发明专利技术的技术方案如下：一种开铁口机钎尾轴的制备方法，所用材料成分按质量百分比计：C:0.20～0.25、Si:0.12～0.25、Mn:0.50～0.90、Cr:0.90～1.50、Ni:2.30～3.50、Mo:0.22～0.36、La:0.30～0.55、其余为Fe；制备工序如下：浇铸坯料、锻造坯料、去应力退火、机械加工、渗碳、淬火、低温回火、校直、时效处理、抛丸、精磨。本发明专利技术提供的开铁口机钎尾轴的制备方法，制得的零件具有高的冲击接触疲劳抗力和抗弯曲疲劳强度，能够满足德国TMT开铁口机的工作条件与性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种开铁口机钎尾轴的制备方法
本专利技术属于机械加工领域，具体涉及一种开铁口机钎尾轴的制备方法。
技术介绍
国内钢铁厂高炉大都引进了德国TMT公司生产的成套全液压开铁口机，该设备性能先进，具有功率大、钻速快、操作灵活方便等特点，大大提高了高炉生产效率。关键零部件钎尾轴是德国TMT开铁口机的易损件之一，是螺纹连接凿岩钎具的重要组成部分，在工作时直接承受开铁口机高频冲击和强力扭转，并且将开铁口机活塞运动的冲击功从钎尾轴尾端传递到钎杆和钎头，进行凿岩作业，同时在开铁口机转动套的带动下传递扭矩，使整个钎具的系统转动。需要承受冲击频率为1765次/min，转速为280-315r/min，承受扭矩为480-960Nm，承受振打压力为120-200bar。由于工作环境恶劣和承受载荷复杂，钎尾轴长时间在交变载荷作用下产生扭曲变形和疲劳折断，从国外单件进口钎尾轴配件，价格昂贵、交货期长、增加维修成本，国内找不到同类型产品，造成设备停机，严重制约高炉正常生产。
技术实现思路
本专利技术提供一种开铁口机钎尾轴的制备方法，制得的零件具有高的冲击接触疲劳抗力和抗弯曲疲劳强度，能够满足德国TMT开铁口机的工作条件与性能要求。本专利技术的技术方案如下：一种开铁口机钎尾轴的制备方法，所用材料成分按质量百分比计：C:0.20～0.25、Si:0.12～0.25、Mn:0.50～0.90、Cr:0.90～1.50、Ni:2.30～3.50、Mo:0.22～0.36、La:0.30～0.55、其余为Fe；制备工序如下：浇铸坯料、锻造坯料、去应力退火、机械加工、渗碳、淬火、低温回火、校直、时效处理、抛丸、精磨。进一步地，所述的开铁口机钎尾轴的制备方法，具体步骤如下：(1)浇铸坯料：按材料成分质量百分比制做坯料；(2)锻造坯料：始锻温度为1150-1250℃、终锻温度为800-850℃，锻造过程中只允许拔长，确保流线合理分布，严禁镦粗；(3)去应力退火：在RX3-60-9箱式电阻炉中，加热温度860-890℃，保温透烧后，随炉冷却到约100℃出炉空冷；(4)机械加工：①平端面：粗加工左、右端面，两端面见光即可停止，保证两端面的之间长度尺寸为1560±0.3mm；②孔加工：利用深孔钻机床首先加工孔Φ20×1560mm，钻透后，夹具不动，右端扩孔Φ39.8×210mm，然后改用铰刀继续铰孔Φ40×200mm，铰孔表面粗糙度为0.8-0.4μm，两孔同轴度公差◎Φ0.025mm；③车右端外圆柱面：铰孔结束后，夹具不动，改用车刀继续车外圆柱面Φ100×63mm和Φ80×250mm，过渡倒角为5×10mm；④花键加工：以孔Φ20×1560mm中心线为基准，利用自制非标准成型铣刀，在花键铣床上加工矩形非标准花键：8×61f7×80a11×12d10；⑤车左端外圆柱面：花键加工结束后，调转方向，以孔Φ20×1560mm中心线为基准，依次加工退刀槽、过渡轴肩R3mm、定位轴肩R5mm；⑥车螺纹：在两个退刀槽之间车螺纹，大径63×螺距15.5，为左旋圆弧非标准螺纹；(5)渗碳：采用井式渗碳炉，渗碳剂选用甲醇+煤油，加热到900-950℃，渗碳的总时间为6.5h，其中排气阶段1h，强滲阶段2h，扩散阶段1.5h，保温阶段2h；(6)淬火：采用75kW盐浴炉，盐浴加热温度870±10℃,保温时间25min，等温在270℃的硝烟糟中进行,等温时间60min，获得下贝氏体组织；(7)低温回火：钎尾轴回火温度为200℃，时间为2h，组织为回火马氏体和贝氏体，贝氏体含量为3-4.5％；抗拉强度为900-1000MPa，屈服强度为700-800MPa，延伸率为10-12％，硬度为58-64HRC；(8)校直：钎尾轴采用压力机进行冷校直；(9)时效处理：把零件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，以消除残余应力，稳定内部组织和尺寸；(10)抛丸：采用抛丸机将钢砂高速抛落冲击在零件表面，提高零件疲劳断裂抗力，防止疲劳失效，塑性变形与脆断，提高疲劳寿命；(11)精磨：在外圆磨床上磨去淬火余量，保证零件面形精度、尺寸精度和表面粗糙度。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的所用材料中包含La，其与C结合后分布在晶粒间，起到细化晶粒、强化机械性能的作用。2、利用特殊热处理方式，获得内部组织为回火马氏体和贝氏体，贝氏体能够材料提高屈服强度，回火马氏体能够保证钢的高强度。3、制得的零件能满足下列要求：承受冲击频率为1765次/min，转速为280-315r/min，承受扭矩为480-960Nm，承受振打压力为120-200bar。附图说明图1为钎尾轴的金相组织图；图2为钎尾轴机加工艺图；图3为渗碳工艺曲线示意图；图4为等温淬火及低温回火工艺曲线示意图。具体实施方式一种开铁口机钎尾轴的制备方法，所用材料成分按质量百分比计：C:0.20～0.25、Si:0.12～0.25、Mn:0.50～0.90、Cr:0.90～1.50、Ni:2.30～3.50、Mo:0.22～0.36、La:0.30～0.55、其余为Fe；制备工序具体步骤如下：(1)浇铸坯料：按材料成分质量百分比制做坯料；(2)锻造坯料：始锻温度为1150-1250℃、终锻温度为800-850℃，锻造过程中只允许拔长，确保流线合理分布；严禁镦粗，防止晶粒破碎，成分偏析及夹杂等热加工缺陷；(3)去应力退火：在RX3-60-9箱式电阻炉中，加热温度860-890℃，保温透烧后，随炉冷却到约100℃出炉空冷；(4)机械加工：①平端面：粗加工左、右端面，两端面见光即可停止，保证两端面的之间长度尺寸为1560±0.3mm；②孔加工：利用深孔钻机床首先加工孔Φ20×1560mm，钻透后，夹具不动，右端扩孔Φ39.8×210mm，然后改用铰刀继续铰孔Φ40×200mm，铰孔表面粗糙度为0.8-0.4μm，两孔同轴度公差◎Φ0.025mm；③车右端外圆柱面：铰孔结束后，夹具不动，改用车刀继续车外圆柱面Φ100×63mm和Φ80×250mm，过渡倒角为5×10mm；④花键加工：以孔Φ20×1560mm中心线为基准，利用自制非标准成型铣刀，在花键铣床上加工矩形非标准花键：8×61f7×80a11×12d10；⑤车左端外圆柱面：花键加工结束后，调转方向，以孔Φ20×1560mm中心线为基准，依次加工退刀槽、过渡轴肩R3mm、定位轴肩R5mm；⑥车螺纹：在两个退刀槽之间车螺纹，大径63×螺距15.5，为左旋圆弧非标准螺纹；(5)渗碳：采用井式渗碳炉，渗碳剂选用甲醇(形成载气)+煤油(形成富化气)，甲醇的滴入是防止工件在低碳势时期被氧化，同时，为取得高质量渗碳，减小碳黑，选用航空煤油滴注；加热到900-950℃的单相奥氏体区，渗碳的总时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开铁口机钎尾轴的制备方法，其特征在于，所用材料成分按质量百分比计：C:0.20～0.25、Si:0.12～0.25、Mn:0.50～0.90、Cr:0.90～1.50、Ni:2.30～3.50、Mo:0.22～0.36、La:0.30～0.55、其余为Fe；制备工序如下：浇铸坯料、锻造坯料、去应力退火、机械加工、渗碳、淬火、低温回火、校直、时效处理、抛丸、精磨。/n

【技术特征摘要】
1.一种开铁口机钎尾轴的制备方法，其特征在于，所用材料成分按质量百分比计：C:0.20～0.25、Si:0.12～0.25、Mn:0.50～0.90、Cr:0.90～1.50、Ni:2.30～3.50、Mo:0.22～0.36、La:0.30～0.55、其余为Fe；制备工序如下：浇铸坯料、锻造坯料、去应力退火、机械加工、渗碳、淬火、低温回火、校直、时效处理、抛丸、精磨。


2.根据权利要求1所述的开铁口机钎尾轴的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)浇铸坯料：按材料成分质量百分比制做坯料；
(2)锻造坯料：始锻温度为1150-1250℃、终锻温度为800-850℃，锻造过程中只允许拔长，确保流线合理分布，严禁镦粗；
(3)去应力退火：在RX3-60-9箱式电阻炉中，加热温度860-890℃，保温透烧后，随炉冷却到约100℃出炉空冷；
(4)机械加工：
①平端面：粗加工左、右端面，两端面见光即可停止，保证两端面的之间长度尺寸为1560±0.3mm；
②孔加工：利用深孔钻机床首先加工孔Φ20×1560mm，钻透后，夹具不动，右端扩孔Φ39.8×210mm，然后改用铰刀继续铰孔Φ40×200mm，铰孔表面粗糙度为0.8-0.4μm，两孔同轴度公差◎Φ0.025mm；
③车右端外圆柱面：铰孔结束后，夹具不动，改用车刀继续车外圆柱面Φ100×63mm和Φ80×250mm，过渡倒角为5×10mm；
④花键加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：张守喜，宋永刚，刘庆涛，孟庆林，张廷明，钟宁，童春林，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21