專利名稱：高強度高耐磨閘板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑機械零件制造工藝，尤其涉及一種閘板的選材和制備工藝。
背景技術(shù)：
閘板是混凝土泵送機械中的關(guān)鍵零件之一，目前所使用的閘板主要是通過淬火以提高閘板的硬度來達到耐磨的效果。但是此種工藝制造的閘板硬度只有51～54HRC，其耐磨性不是很好，所以使用壽命不長，同時由于制備工藝的原因使得閘板韌性不好，在使用過程中閘板容易開裂，導致閘板失效。其本質(zhì)是現(xiàn)有的制備工藝不可避免的缺陷導致閘板的耐磨性不好，脆性大，容易開裂，從而導致閘板的失效。所以淬火后的閘板使用壽命短，容易開裂，需經(jīng)常更換，影響施工進程，提高施工成本和生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高閘板耐磨性的同時提高閘板的強度和韌性，避免其在使用過程中開裂，工藝簡單，成本低廉的閘板制造方法。通過該工藝生產(chǎn)出更耐磨、強度更高、使用壽命更長的閘板。
本發(fā)明的高強度高耐磨的閘板的制造方法，其特征在于用合金鋼或碳鋼機加工閘板將閘板在200℃～250℃保溫1～2小時進行退火處理，再將閘板的工作面除氧化膜和清洗后，對閘板進行離子注滲碳化鎢處理工藝，包括兩道工序1)離子注滲鎢；2)滲碳淬火處理。
離子注滲碳化鎢處理工藝具體工序如下1)、將閘板放入離子注滲處理爐中，抽真空，當真空度達到0.5～30Pa，通入氮氣后加熱，達到離子注滲溫度850℃～950℃，脈沖電流沖擊由鎢合金做成的靶，脈沖電流束密度為0.3～6mA/cm2，脈沖頻率在25～100HZ，加速電壓在20～40KV，鎢離子的注入能量在50～300KeV，注入鎢離子的濃度20～50％，該處理過程需15～40h，處理完后，閘板在爐中隨爐緩慢冷卻后取出閘板；2)、將完成了步驟1)的閘板放入普通的滲碳爐中，緩慢加熱到800～950℃，保溫2～10h后隨爐子冷卻到800～900℃后進行60～80℃等溫油淬火。
所述的離子注滲鎢層深度可為1.0～2mm。
所述的合金鋼為16Mn，65Mn，40CrNiMoA，38CrMoAlA，40CrNi，Cr12MoV，Cr12中的一種，碳鋼為45#鋼或20#鋼。
本發(fā)明制造的閘板，在保持心部韌性和基體強度的前提下，大大提高材料表面的硬度，表面硬度可以達到56HRC以上。同時滲透層中有WC外，還有其它的金屬間化合物如Fe2W、Fe6W6C、FeW3C等等，他們的存在不僅大大提高了閘板整體的強度，而且提高了材料的耐磨性。
本發(fā)明還有如下優(yōu)點本制備工藝簡單，切實可行。且本發(fā)明生產(chǎn)的閘板由于選材合理、工藝簡單先進，大大提高了閘板工作面的硬度，有效增加了閘板的強度和耐磨性。從根本上解決了原有工藝存在的不耐磨，強度不夠，容易開裂的缺點。使用閘板壽命提高2倍以上。
圖1為本發(fā)明制造的閘板的主視圖，圖2為本發(fā)明制造的閘板的左剖視圖，圖3為本發(fā)明制造的閘板工作面的金相組織圖。
圖中1、表示閘板的第一工作面， 2、表示閘板的第二工作面，其中1部分為注滲區(qū)域，2部分為非注滲區(qū)域，M1、碳化鎢富集層厚度 M2、注滲碳化鎢層厚度具體實施方式
實施例1一種閘板的制備工藝，采用16Mn合金鋼作為所述閘板的基體材料，該材料的強度、耐磨性和抗腐蝕性能均優(yōu)于一般的碳素鋼。先將16Mn合金鋼按圖紙要求加工成閘板，然后將加工好的閘板在200℃下保溫1h進行完全退火。對閘板的第一、二工作面1、2(如圖1、2所示)打磨和清洗后，對第一工作面1進行離子注滲碳化鎢處理，具體步驟為1)、離子注滲鎢處理爐的真空度5～10Pa，脈沖電流束密度為2～2.5mA/cm2，脈沖頻率在30HZ，加速電壓在20KV之間，鎢離子的注入能量在100KeV，注入鎢離子的濃度在為25～30％，滲鎢離子的時間為20h。處理完后，閘板在爐中隨爐緩慢冷卻后取出閘板。2)滲碳淬火處理將完成了步驟1)的閘板放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到900℃后，保溫2h后隨爐子冷卻到830℃后快速取出，放入到60℃的淬火油進行淬火。經(jīng)過處理的閘板的表面硬度為HRC56～58。注滲碳化鎢層厚度M2為1.0～1.2mm，其中碳化鎢富集層厚度M1為0.3mm(如圖3所示)。注滲層金相組織為WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
實施例2先將38CrMoAlA合金鋼按圖紙機加工成閘板，然后將閘板在220℃下保溫1.5h進行完全退火。對閘板的第一、二工作面1、2(如圖1、2所示)打磨和清洗后，對第一工作面1進行離子注滲碳化鎢處理，具體步驟為1)離子注滲鎢處理爐的真空度0.5～2Pa，脈沖電流束密度為2～5mA/cm2，脈沖頻率在70HZ，加速電壓在30KV，同時鎢離子的注入能量在200KeV，注入鎢離子的濃度在為30～40％，滲鎢離子的時間為30h。處理完后，閘板在爐中隨爐緩慢冷卻后取出閘板。2)滲碳淬火處理將完成了步驟1)的閘板放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到930℃后，保溫5h后隨爐子冷卻到850℃后快速取出，放入到70℃的淬火油進行淬火。經(jīng)過處理的閘板的表面硬度為HRC58～60。注滲碳化鎢層厚度為1.2～1.5mm，其中碳化鎢富集層厚度為0.3mm。注滲層金相組織為WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
實施例3先將16Mn合金鋼按圖紙機加工成閘板，然后將閘板在250℃下保溫2h進行完全退火。對閘板的第一、二工作面1、2(如圖1、2所示)打磨和清洗后，對第一工作面1進行離子注滲碳化鎢處理，具體步驟為1)離子注滲鎢處理爐的真空度20～30Pa，脈沖電流束密度為0.5～2mA/cm2，脈沖頻率在80～100HZ，加速電壓在40KV，同時鎢離子的注入能量在300KeV，注入鎢離子的濃度在為40～50％，滲鎢離子的時間為36h。閘板在爐中隨爐緩慢冷卻后取出閘板。2)滲碳淬火處理將完成了步驟1)的閘板放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱到950℃后，保溫5h后隨爐子冷卻到830℃后快速取出，放入到75℃的淬火油進行淬火。經(jīng)過處理的閘板的表面硬度為HRC60～62。注滲碳化鎢層厚度為1.5～1.8mm，其中碳化鎢富集層厚度為0.3mm。注滲層金相組織為WC、Fe2W、Fe6W6C、FeW3C和WCx等。
權(quán)利要求
1.一種高強度高耐磨閘板制造方法，其特征在于用合金鋼或碳鋼機加工成閘板，將閘板在200℃～250℃保溫1～2小時進行退火處理，再將閘板的工作面打磨除氧化膜和清洗后，對閘板進行離子注滲碳化鎢處理工藝，包括兩道工序1)離子注滲鎢；2)滲碳淬火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高耐磨閘板制造方法，其特征在于所述的離子注滲碳化鎢處理工藝具體工序如下1)、將閘板放入離子注滲處理爐中，抽真空，當真空度達到0.5～30Pa，通入氮氣后加熱，達到離子注滲溫度850℃～950℃，脈沖電流沖擊由鎢合金做成的靶，脈沖電流束密度為0.3～6mA/cm2，脈沖頻率在25～100HZ，加速電壓在20～40KV，鎢離子的注入能量在50～300KeV，注入鎢離子的濃度20～50％，該處理過程需15～40h，處理完后，閘板在爐中隨爐緩慢冷卻后取出閘板；2)、將完成了步驟1)的閘板放入到普通的滲碳爐中，緩慢加熱至800～950℃，保溫2～10h后，隨爐子冷卻至800～900℃后進行60～80℃等溫油淬火。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強度高耐磨閘板制造方法，其特征在于所述的離子注滲碳化鎢層深度為1.0～2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高強度高耐磨閘板制造方法，其特征在于所述的合金鋼為16Mn，65Mn，40CrNiMoA，38CrMoAlA，40CrNi，Cr12MoV，Cr12中的一種，碳鋼為45#鋼或20#鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強度高耐磨閘板制造方法，旨在提供一種不僅使閘板的耐磨性提高，同時保持了基體的韌性，大大提高了閘板的使用壽命的制造方法，它是用合金鋼或碳鋼機加工成閘板，將閘板在200℃～250℃保溫1～2小時進行退火處理，再將閘板的工作面打磨除氧化膜和清洗后，對閘板進行離子注滲碳化鎢處理工藝，包括兩道工序1)離子注滲鎢；2)滲碳淬火處理。本發(fā)明在850℃～950℃注滲碳化鎢，然后進行滲碳淬火處理；形成耐磨性能好的表層，同時保持了基體的高韌性。
文檔編號B23P23/00GK1669725SQ20051003142
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者蔣建獻, 單小宏 申請人:三一重工股份有限公司