一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，包括以下步骤：选择42CrMo钢棒材为库体基材，将其加工成库体结构；对库体结构进行强韧化调质；选择关键耐磨部位的耐磨层原料；在调质后的库体放置卡环下面刻宽度2～3mm、深度2～3mm的槽，然后采用等离子堆焊在槽内制备一圈耐磨层，使得耐磨层的硬度为HRC63

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法


[0001]本专利技术涉及材料制备和矿山掘进
，尤其是涉及一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法。

技术介绍

[0002]截齿是掘进机矿山挖掘、煤炭开采的关键受力部件，其性能的好坏直接决定开采掘进的效率和生产成本。其中，矿用截齿由于岩层硬度高、地质情况复杂，其相比煤炭截齿的工况更加严酷，对截齿的冲击力、疲劳应力和摩擦磨损更加严重。库体是截齿主要受力部分，其在工作时要承受很大的扭矩、折弯和剪切力，导致库体很容易发生断裂；此外库体的底部附近有高硬度的弹簧钢卡环防止截齿脱落，但由于库体底部会与破碎的粉料岩石、以及与高硬度卡环的摩擦，导致其磨损变小、卡环脱落而发生掉齿，因此，库体的强韧性和耐磨性，直接决定了截齿的使用效果和寿命。
[0003]目前，为了防止库体发生折断或脱落，人们开展了大量研究，通常对合金钢进行热处理提高强度、淬火或表面氮化提高硬度。但是，通过热处理和淬火虽然可以得到高的强度和硬度，但也使库体的脆性增大、韧性变差，导致库体容易发生断裂；通过热处理和表面氮化虽然可以使库体具有高的强度和表面硬度，但氮化层太薄的话，耐磨层很容易磨掉发生掉齿，氮化层过厚的话，又会影响库体的强度和韧性，容易发生断齿，因此，如何提高库体的强韧性，同时使具关键部位具有高的硬度和耐磨性，成为长寿命库体研制的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，提高了库体的强度和冲击韧性，整体硬度适中，关键摩擦磨损的地方具有高的硬度，从而很好的满足了矿用截齿的极高应力冲击、剧烈摩擦磨损的要求，延长了使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、选择42CrMo钢棒材为库体基材，将其加工成库体结构；
[0007]S2、对库体结构进行强韧化调质；
[0008]S3、选择关键耐磨部位的耐磨层原料；
[0009]S4、在调质后的库体放置卡环下面刻宽度2～3mm、深度2～3mm的槽，然后采用等离子堆焊在槽内制备一圈耐磨层，使得耐磨层的硬度为HRC63
‑
65。
[0010]优选的，所述步骤S2中对库体结构进行强韧化调质具体包括以下步骤：
[0011]首先在氮气气氛保护条件下快速将库体加热到800～860℃，将加工好的库体放入炉内保温30～90min，然后进行油浴淬火，淬火后在氮气气氛保护条件下升温到420～500℃，保温30～90min，随炉冷到室温，使得强韧化调质后的库体结构抗拉强度超过1150MPa、冲击功高于68J/cm2、HRC35～40。
[0012]优选的，所述步骤S3中的耐磨层原料为Fe
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Cr
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V
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Mo
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C，其粉末粒度为70～120μm。
[0013]优选的，所述步骤S4中采用等离子堆焊所用的电流为90～110A、送粉量55～80g/min、氩气保护流量10～20L/min，堆焊后的耐磨层与库体基体的结合强度达到600MPa以上。
[0014]优选的，一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、选择42CrMo钢棒材为库体基材，将其加工成库体结构；
[0016]S2、对加工的库体进行强韧化调质处理，即将炉子加热到820℃，通氮气保护，然后将加工好的库体放入炉内保温40min，然后进行油浴淬火，淬火后将其放入氮气氛保护炉升温到440℃保温50min，随炉空冷到室温；
[0017]S3、选择Fe
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Cr
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V
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Mo
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C粉末为关键耐磨部位的耐磨层原料，粉末粒度为90～110μm；
[0018]S4、对强韧化的库体结构加工出宽度2mm、深度2mm的槽，然后以步骤S3的粉末为原料进行等离子堆焊，堆焊所用的电流为100A、送粉量65g/min、氩气保护流量12L/min。
[0019]优选的，一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，包括以下步骤：
[0020]S1、选择42CrMo钢棒材为库体基材，将其加工成库体结构；
[0021]S2、对加工的库体进行强韧化调质处理，即将炉子加热到850℃，通氮气保护，然后将加工好的库体放入炉内保温30min，然后进行油浴淬火，淬火后将其放入氮气氛保护炉升温到490℃保温30min，随炉空冷到室温；
[0022]S3、选择Fe
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Cr
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V
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Mo
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C粉末为关键耐磨部位的耐磨层原料，粉末粒度为70～80μm；
[0023]S4、对强韧化的库体结构加工出宽度2mm、深度1.5mm的槽，然后以步骤S3的粉末为原料进行等离子堆焊，堆焊所用的电流为95A、送粉量60g/min、氩气保护流量15L/min。
[0024]因此，本专利技术采用上述一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，具备以下有益效果：
[0025](1)对42CrMo合金钢进行强韧化调质处理，使其形成细晶索氏体组织，从而保证其具有非常高的强度、抗冲击性能和适中的硬度，满足矿用截齿的高应力冲击、剪切和疲劳应力加载，解决了断齿的难题；
[0026](2)设计与42CrMo具有良好相溶性、强冶金结合的Fe
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Cr
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V
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Mo
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C粉末作为关键部件耐磨层原料，并且通过等离子堆焊使其与库体具有非常高的结合强度，其与库体结合强度超过600MPa、自身硬度达到HRC63
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65，很好的防止了卡环脱落问题，从而解决了截齿掉齿的问题；
[0027](3)通过本方法得到的截齿库体，其本体拉伸强度超过1150MPa、冲击功高于68J/cm2，HRC35～40，关键耐磨部位的硬度为HRC63
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65，从而很好满足了矿用截齿的剧烈应力冲击、疲劳应力加载和摩擦磨损性能要求，实现了矿用截齿的长寿命工作，大大提高了采矿效率和降低了生产成本。
[0028]下面通过实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，包括以下步骤：
[0030]S1、选择42CrMo钢棒材为库体基材，将其加工成库体结构。
[0031]S2、对库体结构进行强韧化调质，具体包括以下步骤：
[0032]首先在氮气气氛保护条件下快速将库体加热到800～860℃，将加工好的库体放入
炉内保温30～90min，然后进行油浴淬火，淬火后在氮气气氛保护条件下升温到420～500℃，保温30～90min，随炉冷到室温，使得强韧化调质后的库体结构抗拉强度超过1150MPa、冲击功高于68J/cm2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选择42CrMo钢棒材为库体基材，将其加工成库体结构；S2、对库体结构进行强韧化调质；S3、选择关键耐磨部位的耐磨层原料；S4、在调质后的库体放置卡环下面刻宽度2～3mm、深度2～3mm的槽，然后采用等离子堆焊在槽内制备一圈耐磨层，使得耐磨层的硬度为HRC63
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65。2.根据权利要求1所述的一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中对库体结构进行强韧化调质具体包括以下步骤：首先在氮气气氛保护条件下快速将库体加热到800～860℃，将加工好的库体放入炉内保温30～90min，然后进行油浴淬火，淬火后在氮气气氛保护条件下升温到420～500℃，保温30～90min，随炉冷到室温，使得强韧化调质后的库体结构抗拉强度超过1150MPa、冲击功高于68J/cm2、HRC35～40。3.根据权利要求1所述的一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的耐磨层原料为Fe
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Cr
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V
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Mo
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C，其粉末粒度为70～120μm。4.根据权利要求1所述的一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中采用等离子堆焊所用的电流为90～110A、送粉量55～80g/min、氩气保护流量10～20L/min，堆焊后的耐磨层与库体基体的结合强度达到600MPa以上。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种高强韧长寿命矿用截齿库体的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘咏，田志刚，成会朝，林振烈，欧阳仕元，蒋加川，杜向红，李昆，廖志强，罗富寿，吴朋，钟瑞明，
申请(专利权)人：深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿江西咏泰粉末冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：