本发明专利技术为一种高强度耐磨球铁卷筒及其制造方法，卷筒化学组成成分（质量分数，％）是：３．５～３．７Ｃ，２．１～２．４Ｓｉ，４．３≤ＣＥ（Ｃ＋１／３Ｓｉ）≤４．４，０．０３～０．０６Ｍｇ，０．０２～０．０４Ｙ，０．００６～０．０１２Ｓｎ，０．０１２～０．０１８Ｓｂ，０．２～０．５Ｃｕ，０．０３５～０．０６０Ｎ，０．０４０～０．０６５Ｖ，０．０４０～０．０６５Ｎｂ，０．０９５≤Ｖ＋Ｎｂ≤０．１２０，０．００５～０．０１０Ｃａ，０．００５～０．０１０Ｂａ，０．０１２≤Ｃａ＋Ｂａ≤０．０１８，Ｍｎ＜０．３，Ｔｉ＜０．０１５，Ａｌ＜０．０１２，Ｐ＜０．０４，Ｓ＜０．０１２，余量Ｆｅ。本发明专利技术卷筒采用电炉熔炼，用普通铸造方法浇注成形，在２００～２６０℃进行去应力退火处理，然后机械加工至规定尺寸和精度，生产工艺简便，卷筒强韧性好，使用安全可靠且寿命长，推广使用具有很好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种巻筒制造方法，特别涉及一种高强度耐磨球铁巻筒及其制造方法，属于铸造
技术介绍
起重机使用钢丝绳起升物料的巻筒，是起重机的重要部件之一，每台起重机有巻 筒1 2个或3 4个，巻筒在起重机行业生产中占有重要地位。巻筒工艺的先进与否及 质量高低，对起重机生产的经济效果、生产管理和文明生产等都有很大的影响。由于装配后 钢丝绳缠绕在巻筒筒体上，巻筒直接承受载荷，因此巻筒本身强度、韧性和耐磨性对起重机 的安全运行有着至关重要的影响。随着现代工程的大型化，起重机械也向大型化发展，其起 重重量及扬程大大增加，扬程达到几十米甚至上百米，重量达到几百吨，由此对巻筒的材质 及其制造方法提出了更高的要求。为了保证巻筒的安全使用，国外多用钢板通过巻板后焊 接而成，或采用铸钢巻筒。但是，直接采用钢板通过巻板后焊接而成的巻筒，尽管强度高，但 焊缝易开裂，使用安全性差，而且大型巻筒的钢板厚度大，需要庞大和贵重的巻板设备。另 外钢板焊接巻筒和铸钢巻筒还存在硬度低和耐磨性差等不足。 为了提高巻筒性能，中国专利技术专利CN101559906公开了一种新型巻筒。该专利技术针 对公知起重设备中的巻筒，用于缠绕钢丝吊绳的螺纹槽，是均匀等螺距的螺旋型凹槽，其缠 绕过程需使用导向结构，且磨损挤压现象较为严重，有时还出现乱绳现象，严重影响了起重 设备使用效果和寿命。该专利技术将钢筒表面的每圈凹槽设计成规则有序的两段间隔分布的直 槽和斜槽，从而克服了上述缺陷，具有排布有序、载重量大、稳定性好等优点，但是，由于钢 巻筒硬度低，耐磨性差的难题没有彻底解决。中国专利技术专利CN101537985也公开了一种大 吨位(150吨以上)履带起重机臂架变幅装置使用的整体双联双折线变幅巻筒，该变幅巻筒 为整体铸造的双联巻筒。所述的双联巻筒是指其绳槽旋向、出绳口按中间挡板左、右对称布 置的整体铸造巻筒，且出绳口位于中间挡板二侧。该变幅巻筒的绳槽旋向左、右相反，全部 为双折线设计，且绳槽具有两侧起绳部位紧密、中间排绳松，挡板处有排绳凸台的特点，使 缠绕在上的钢绳具有均匀的承载能力，大大减小了钢绳间的磨损和挡板所受的轴向力，即 使钢绳进行多层缠绕也不会发生相互干涉、挤压和乱绳现象，达到了减小巻筒体积，延长钢 绳使用寿命，降低使用成本，提高工作效率的目的。该专利技术巻筒存在结构复杂、加工效率低 和生产成本高等不足。 中国专利技术专利CN1076667还公开了一种带钢巻取机巻筒，属于金属带的巻绕装 置。它主要由扇形块(1)、四棱锥轴(2)、大钳口 (3)、小钳口 (4)、圆弧过渡曲线(5)、圆弧槽 (6)等组成。该巻取机巻筒，消除钢巻塌巻显著，产品合格率大有提高，并且不用增设辅助设 备，极易实施。该巻筒加工复杂、生产成本高，无法用于起重机上。中国专利技术专利CN1364411 则公开了一种旋转巻线器的巻筒，可维持前凸缘部的耐磨耗性及耐久性，并尽可能地使巻 筒轻量化。旋转巻线器的巻筒4是安装在可相对于旋转巻线器的巻线器本体2前后移动的 巻筒轴15前端上的巻线用巻筒，具备巻线胴体部4a、前凸缘部4c、及凸缘固定构件47。巻线胴体部4a为安装于巻筒轴15前端上的构件。前凸缘部4c具有在巻线胴体部4a的前 端部外周侧设置成锷状的第1凸缘部45、及可自由装卸地安装于第1凸缘部45上且由硬质 材料制的环状的第2凸缘部46。凸缘固定构件47是用来将第2凸缘部46固定在第1凸缘 部45上的构件。该巻筒加工复杂、生产成本高，也无法用于起重机上。 中国专利技术专利CN101513978还公开了一种起重机用储能巻筒，它包括巻筒筒体、 发条套和发条，所述筒体的两个端口分别固定连接有第一法兰盘、第二法兰盘；所述发条套 设置在筒体内腔中、并分别与第一法兰盘和第二法兰盘固定连接；所述发条设置在发条套 中、并巻绕在固定轴上，其向内巻的末端与固定轴固定连接、其向外巻的末端与发条套固定 连接。该专利技术通过在巻筒筒体的内部设置发条，当巻筒旋转时，被固定的定轴始终不能旋 转，而且始终卡住发条向内巻的末端，使其不能移动，这样就使发条能随巻筒正方向或负方 向旋转，从而完成储藏能量或释放能量的过程，能够有效地增大起重机的提升能力。但是该 专利技术亦未能解决普通巻筒材料强韧性低和耐磨性差的不足。中国专利技术专利CN1793397还公 开了一种起重机巻筒用铸铁，含有硅、锰、碳，硅含量为2. 0-2. 6 % ，锰含量为0. 2-0. 35 % ， 碳含量为3. 0-4. 0%。杂质磷和硫的含量分别小于O. 25%、0. 1%。在此基础上，中国专利技术专 利CN1792502继续公开了一种起重机巻筒的离心铸造工艺，其技术方案要点是，起重机巻 筒的离心铸造工艺包括有化铁水、离心浇铸工序，铁水中的硅的含量为2. 0-2.6%，锰含量 为0. 2-0. 35%，碳含量为3. 0-4. 0%，铸型内壁上有石英砂或棕刚玉层。铸型内壁上的石英 砂或棕刚玉层的厚度为1-2毫米。铸型内表面的旋转线速度为750-1250米/分钟。送入铸 型的铁水温度为1200-1280°C。铁水在铸型中的旋转时间为7-8分钟。但是，采用普通铸铁 制造巻筒，存在硬度和强度低，以及韧性和耐磨性差等不足，巻筒使用寿命短、安全性较差。 中国专利技术专利CN1772417还公开了一种高性能球铁巻筒制造方法，原铁水成分如下3. 8 3. 95% C， 1. 0 1. 3% Si，O. 2 0. 4% Mn， < 0. 06% P，O. 05 0. 08% S。经球化和孕育 处理后，铁水的最终化学成分如下3. 5 3. 9% C，2. 3 2. 7% Si，< 0. 4% Mn， < 0. 06% P， < 0. 025% S，O. 03 0. 05% RE，O. 03 0. 05% Mg。该专利技术通过铸态球铁的研究、铸型 材料、涂料及铸造工艺研究，简化了巻筒的制造工艺，提高了材料的利用率、节能降耗，在显 著提高巻筒力学性能及使用性能、满足巻筒绳槽几何尺寸的前体下，显著降低生产成本。但 是，该专利技术球铁巻筒韧性偏低，使用中易出现剥落甚至断裂现象，影响起重机的安全使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有起重机巻筒存在的各种不足，在球铁中加入少量合金元 素，达到细化其凝固组织，改善石墨形态和分布，提高其强度和韧性，延长巻筒使用寿命的 目的。 本专利技术的目的可以通过以下措施来实现 本专利技术巻筒的化学组成成分(质量分数，％ )是3. 5 3. 7C， 2. 1 2.4Si，4.3《CE(C+l/3Si)《4.4，0.03 0.06Mg，0.02 0.04Y，0.006 0. 012Sn， 0.012 0.018Sb，0.2 0. 5Cu， 0.035 0.060N， 0.040 0.065V， 0.040 0. 065Nb， 0. 095《V+Nb《0. 120， 0. 005 0. 010Ca，0. 005 0. 010Ba，0. 012《Ca+Ba《0. 018， Mn < 0. 3， Ti < 0. 015， Al < 0. 012， P < 0. 04， S < 0. 012，余量Fe。 本专利技术巻筒采用电炉熔炼，具体工艺步骤如下4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度耐磨球铁卷筒，其特征在于卷筒的化学组成成分质量百分数是：３．５～３．７Ｃ，２．１～２．４Ｓｉ，４．３≤ＣＥ（Ｃ＋１／３Ｓｉ）≤４．４，０．０３～０．０６Ｍｇ，０．０２～０．０４Ｙ，０．００６～０．０１２Ｓｎ，０．０１２～０．０１８Ｓｂ，０．２～０．５Ｃｕ，０．０３５～０．０６０Ｎ，０．０４０～０．０６５Ｖ，０．０４０～０．０６５Ｎｂ，０．０９５≤Ｖ＋Ｎｂ≤０．１２０，０．００５～０．０１０Ｃａ，０．００５～０．０１０Ｂａ，０．０１２≤Ｃａ＋Ｂａ≤０．０１８，Ｍｎ＜０．３，Ｔｉ＜０．０１５，Ａｌ＜０．０１２，Ｐ＜０．０４，Ｓ＜０．０１２，余量Ｆｅ。
【技术特征摘要】
一种高强度耐磨球铁卷筒，其特征在于卷筒的化学组成成分质量百分数是3.5～3.7C，2.1～2.4Si，4.3≤CE(C+1/3Si)≤4.4，0.03～0.06Mg，0.02～0.04Y，0.006～0.012Sn，0.012～0.018Sb，0.2～0.5Cu，0.035～0.060N，0.040～0.065V，0.040～0.065Nb，0.095≤V+Nb≤0.120，0.005～0.010Ca，0.005～0.010Ba，0.012≤Ca+Ba≤0.018，Mn＜0.3，Ti＜0.015，Al＜0.012，P＜0.04，S＜0.012，余量Fe。2. 如权利要求1所说的高强度耐磨球铁巻筒制造方法，其特征在于用电炉生产，其工 艺步骤是1) 先用废钢、铜板、硅铁和生铁...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宪民，焦守民，郭宏涛，符寒光，
申请(专利权)人：山东省汇丰机械集团总公司章丘市铸造厂，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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