机械设备动力部件的壳体制造方法以及壳体技术

本发明专利技术公开了一种机械设备动力部件的壳体制造方法以及壳体，涉及机械加工领域，用以提高壳体耐磨耐蚀和整体抗疲劳和抗气蚀能力。该壳体制造方法包括以下步骤：对20CrMnCu钢材进行熔炼和模铸处理；进行锻造加工形成壳体毛坯；将壳体毛坯空冷至室温；对壳体毛坯进行粗加工，以将壳体毛坯的表面轮廓加工至设定的形状，并在壳体毛坯内部加工孔道，以得到壳体半成品；采用真空炉对加工后的壳体半成品进行时效处理；将壳体半成品出炉空冷；在壳体半成品的外表面进行激光熔覆，以形成耐磨耐蚀层；对带有耐磨耐蚀层的壳体半成品进行精加工，以得到壳体。上述技术方案，显著提高了壳体局部耐磨耐蚀和整体抗疲劳和抗气蚀能力。磨耐蚀和整体抗疲劳和抗气蚀能力。磨耐蚀和整体抗疲劳和抗气蚀能力。

【技术实现步骤摘要】
机械设备动力部件的壳体制造方法以及壳体


[0001]本专利技术涉及机械加工领域，具体涉及一种机械设备动力部件的壳体制造方法以及壳体。

技术介绍

[0002]机械动力部分在岩石工程中发挥着重要的作用，机械动力部分的壳体是凿岩机上的关键零件，壳体具有存储液压油、设置液压油通道的作用，是保障位于壳体内部零件正常工作的关键零件。由于工况要求，壳体重量较轻，壳体壁厚较薄，壳体内部遍布各路油道，壳体外表面承受砂石水的冲刷，壳体连接面承受高频的冲击振动，壳体内孔承受液压油压力切换带来的气蚀冲击。
[0003]专利技术人发现，现有技术中至少存在下述问题：壳体在使用过程中经过会由于开裂、局部磨损而报废，其性能好坏直接关系到凿岩机的使用。为保证使用功能和寿命要求，壳体一般采用低碳钢为基体，进行全表面硬化处理。但是内孔硬化处理后，会带来棱角处易开裂，加工难度和加工成本升高极多等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种机械设备动力部件的壳体制造方法以及壳体，用以提高壳体耐磨耐蚀和整体抗疲劳和抗气蚀能力。
[0005]本专利技术实施例提供了一种机械设备动力部件的壳体制造方法，包括以下步骤：
[0006]通过冶炼浇筑工艺对20CrMnCu钢材进行熔炼和模铸处理；
[0007]对模铸处理后的20CrMnCu钢材进行锻造加工形成壳体毛坯；
[0008]将锻造后的壳体毛坯空冷至室温；
[0009]对冷却至室温的所述壳体毛坯进行粗加工，以将壳体毛坯的表面轮廓加工至设定的形状，并在所述壳体毛坯内部加工孔道，以得到壳体半成品；
[0010]采用真空炉对加工后的所述壳体半成品进行时效处理；
[0011]将经过时效处理的所述壳体半成品出炉空冷；
[0012]在空冷后的所述壳体半成品的外表面进行激光熔覆，在所述壳体半成品的外表面形成耐磨耐蚀层；
[0013]对带有耐磨耐蚀层的所述壳体半成品进行精加工，以得到壳体。
[0014]在一些实施例中，所述20CrMnCu钢材的化学成分以质量百分比计为：C：0.1～0.5％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、Cr：1.0～1.5％、Mo：0～0.3％、Ni：0.5～1.0％、Al：0～0.2％、Cu：1～1.5％、P：≤0.025％、S：≤0.008％，余量为Fe。
[0015]在一些实施例中，时效温度为450℃～550℃，保温2～6小时。
[0016]在一些实施例中，激光熔覆相关参数如下：激光功率为1500kw～2000kw，扫描速度为3m/s～8m/s，送粉速度为8g/min～12g/min。
[0017]在一些实施例中，所述耐磨耐蚀层所采用的铁基粉末的化学成分以质量百分比计
为：C：0.5～1.0％；Si：0.5～1.0％；Mn：0～1.0％；Cr：16.0～17.0％；Mo：1.0～2.0％；Ni：2.0～4.0％；WC：5.0～10.0％；La2O3：0.2～0.5％；余量为Fe。
[0018]在一些实施例中，所得到的壳体的基体硬度35HRC～40HRC，表面硬度700HV～800HV。
[0019]在一些实施例中，所得到的壳体的基体硬度38HRC，表面硬度740HV。
[0020]在一些实施例中，所得到的壳体的抗拉强度＞1100MPa。
[0021]本专利技术实施例提供一种机械设备动力部件的壳体，包括：
[0022]基体，所述基体的硬度35HRC～40HRC；以及
[0023]耐磨耐蚀层，覆盖于所述基体的外表面，所述耐磨耐蚀层的表面硬度700HV～800HV。
[0024]在一些实施例中，所述基体所采用的20CrMnCu钢材的化学成分以质量百分比计为：C：0.1～0.5％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、Cr：1.0～1.5％、Mo：0～0.3％、Ni：0.5～1.0％、Al：0～0.2％、Cu：1～1.5％、P：≤0.025％、S：≤0.008％，余量为Fe。
[0025]在一些实施例中，所述耐磨耐蚀层所采用的铁基粉末的化学成分以质量百分比计为：C：0.5～1.0％；Si：0.5～1.0％；Mn：0～1.0％；Cr：16.0～17.0％；Mo：1.0～2.0％；Ni：2.0～4.0％；WC：5.0～10.0％；La2O3：0.2～0.5％；余量为Fe。
[0026]在一些实施例中，所述机械设备包括凿岩机。
[0027]上述技术方案提供的机械设备动力部件的壳体制造方法，通过采用时效硬化钢作为基体，同时采用激光熔覆手段制备表面耐磨耐蚀层，显著提高了壳体表面耐磨耐蚀和整体抗疲劳和抗气蚀能力，同时可以有效地降低加工难度，进而降低壳体的生产成本。
附图说明
[0028]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0029]图1为本专利技术实施例提供的机械设备动力部件的壳体制造方法示意图。
[0030]图2为采用本专利技术实施例提供的机械设备动力部件的壳体表面和芯部的硬度示意图。
[0031]图3为采用本专利技术实施例提供的机械设备动力部件的进行盐雾实验腐蚀速率的统计图。
[0032]图4为采用本专利技术实施例提供的机械设备动力部件的壳体制造方法得到的壳体。
具体实施方式
[0033]下面结合图1～图4对本专利技术提供的技术方案进行更为详细的阐述。
[0034]机械设备，比如凿岩机，工作环境复杂。其壳体用于存储液压油，设置液压流道。
[0035]参见图1，本专利技术实施例提供一种机械设备动力部件的壳体制造方法，包括以下步骤：
[0036]步骤S100、通过冶炼浇筑工艺对20CrMnCu钢材进行熔炼和模铸处理。
[0037]在一些实施例中，20CrMnCu钢材的化学成分以质量百分比计为：C：0.1～0.5％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、Cr：1.0～1.5％、Mo：0～0.3％、Ni：0.5～1.0％、Al：0～
0.2％、Cu：1～1.5％、P：≤0.025％、S：≤0.008％，余量为Fe。
[0038]从图2可以看出，本专利技术实施例的技术方案，在改变钢材料的化学成分以质量百分比之后，硬度能够得到明显的提升，并且在硬度提高的情况下，材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、屈强比等参数几乎没有明显的下降。壳体的整体性能得到明显的改善。
[0039]从图3可以看出，在时效时间为48小时时，本专利技术实施例提供的20CrMnCu钢的腐蚀速率与现有技术中20CrMn钢的腐蚀速率差不多。但是，随着时效时间的增长，在时效时间为96小时、192小时时，本专利技术实施例提供的20CrMnCu钢的腐蚀速率明显低于现有技术中20CrMn钢的腐蚀速率。本专利技术实施例提供的技术方案，能够通过提升锈层的致密度与完整性，有效降低腐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械设备动力部件的壳体制造方法，其特征在于，包括以下步骤：通过冶炼浇筑工艺对20CrMnCu钢材进行熔炼和模铸处理；对模铸处理后的20CrMnCu钢材进行锻造加工形成壳体毛坯；将锻造后的壳体毛坯空冷至室温；对冷却至室温的所述壳体毛坯进行粗加工，以将壳体毛坯的表面轮廓加工至设定的形状，并在所述壳体毛坯内部加工孔道，以得到壳体半成品；采用真空炉对加工后的所述壳体半成品进行时效处理；将经过时效处理的所述壳体半成品出炉空冷；在空冷后的所述壳体半成品的外表面进行激光熔覆，在所述壳体半成品的外表面形成耐磨耐蚀层；对带有耐磨耐蚀层的所述壳体半成品进行精加工，以得到壳体。2.根据权利要求1所述的壳体制造方法，其特征在于，所述20CrMnCu钢材的化学成分以质量百分比计为：C：0.1～0.5％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、Cr：1.0～1.5％、Mo：0～0.3％、Ni：0.5～1.0％、Al：0～0.2％、Cu：1～1.5％、P：≤0.025％、S：≤0.008％，余量为Fe。3.根据权利要求2所述的壳体制造方法，其特征在于，时效温度为450～550℃，保温2～6小时。4.根据权利要求1所述的壳体制造方法，其特征在于，激光熔覆的相关参数如下：激光功率为1500kw～2000kw，扫描速度为3m/s～8m/s，送粉速度为8g/min～12g/min。5.根据权利要求1所述的壳体制造方法，其特征在于，所述耐磨耐蚀层所采用的铁基粉末的化学成分以质量百分比计为：C：0.5～1.0％；Si：0.5～1.0％；Mn：0～1.0％；Cr：16.0～17.0％；Mo：1.0～2.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志，平德纯，韩立华，丁河江，张继光，马建乐，郭建飞，刘赛，王英赫，姜鑫，
申请(专利权)人：徐州徐工基础工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：