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一种镐型截齿钎焊用钎料及镐型截齿钎焊方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-04-04
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-07-26
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-10-15
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-04-04
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910270779.1 申请日 2019-04-04
公开/公告号 CN109909642B 公开/公告日 2021-10-15
授权日 2021-10-15 预估到期日 2039-04-04
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 B23K35/30B23K1/008C22C9/05C22F1/08C21D9/22C22F1/02C21D9/50 主分类号 B23K35/30
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 1
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2015.02.05CN 108326468 A,2018.07.27徐颖梅.采用CuMnNi钎料真空钎焊40Cr钢与YG8硬质合金的工艺研究《.改革与开放》.2010,(第02期),第191和193页.;
引用专利 WO2015014968A 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 扬州工业职业技术学院 当前专利权人 扬州工业职业技术学院
发明人 王新、赵利民、颜正英、周维庆、张浩、衡永恩 第一发明人 王新
地址 江苏省扬州市邗江区华阳西路199号 邮编 225012
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省扬州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
济宁汇景知识产权代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
曾孟勍
摘要
一种镐型截齿钎焊用钎料及镐型截齿钎焊方法,其特征是一种钎焊钎料,其材料组分及其质量百分比如下:镍含量12‑14%,锰含量30‑32%,锡含量3‑3.5%,稀土0.1‑0.3%,其余为铜;钎焊和淬火工序同时进行,避免了截齿材料二次加热,尤其是焊缝部位的二次加热,保证了钎焊质量,提高了齿头的硬度,齿头的耐磨性更好,焊缝的抗剪强度更高,齿柄的韧性更好,截齿的使用寿命更长。
  • 摘要附图
    一种镐型截齿钎焊用钎料及镐型截齿钎焊方法
  • 说明书附图:图1
    一种镐型截齿钎焊用钎料及镐型截齿钎焊方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-10-15 授权
2 2019-07-26 实质审查的生效 IPC(主分类): B23K 35/30 专利申请号: 201910270779.1 申请日: 2019.04.04
3 2019-06-21 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种镐型截齿钎焊用钎料的镐型截齿钎焊方法,其特征是,所述钎料的组分及其质量百分比为:镍含量12~14%,锰含量30~32%,锡含量3~3.5%,稀土0.1~0.3%,其余为铜;所述的镐型截齿包括齿体和齿尖,所述的齿体包括齿头和齿柄,齿尖与齿柄之间设置有焊缝,齿头与齿柄之间设置有焊缝;齿尖采用硬质合金,采用的材料牌号是YG11C,齿尖的组分及其质量百分比为:WC:89%,Co:11%;齿头采用模具钢,采用的材料牌号是Cr12,齿头的组分及其质量百分比为:C:2.1%,Cr:12.2%,Mn:0.3%,Si:0.2%,(P+S):0.02%,Fe:余量;齿柄采用合金结构钢,采用的材料牌号是42CrMo,齿柄的组分及其质量百分比为:C:
0.4%,Cr:1.1%,Mo:0.22%,Mn:0.7%,Si:0.25%,(P+S):0.02%,Fe:余量;所述镐型截齿钎焊用钎料的镐型截齿钎焊方法,包括如下步骤:
(1)根据焊缝间隙大小,计算所需钎料总量,并将粉状或粒状钎料填充至焊缝部位;
‑2
(2)将镐型截齿放入真空气冷油淬炉中,炉内抽真空,冷态真空度控制在2×10 Pa以下;
(3)升温,升温速率控制在18~20℃/min之间,待温度升至750~850℃之间预定温度时,保温10分钟;
(4)真空度降至2~3Pa,同时进一步升温直至960℃,升温速率控制在8~10℃/min之间,保温15分钟;
(5)降温,降温速率控制在18~20℃/min之间,当温度降至830~860℃之间预定温度时,把镐型截齿放入淬火介质,完成淬火工序,同时,炉内充入惰性气体升压至一个大气压,然后,开炉取出镐型截齿;
(6)回火热处理,温度控制在430~450℃之间,保温至60分钟,然后,梯度降温,降温速率控制在18~20℃/min之间,直至降到常温,完成热处理。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及采煤刀具技术领域,尤其涉及一种镐型截齿钎焊用钎料及镐型截齿钎焊方法。

背景技术

[0002] 采煤机是实现煤炭开采机械化和现代化的重要设备之一。采煤机按其工作方式不同可以分为四种:①刨削式采煤机,也称刨煤机,依靠往复运动的刨刀刨削煤壁破煤;②锯削式采煤机,也称截煤机,截齿安装在循环运动的截链上,以此深入煤壁截煤;③钻削式采煤机,钻头依靠边缘的刀齿钻入煤层,再由中部的刀齿将煤体破碎;④铣削式采煤机,截齿安装在滚筒上,并依靠滚筒旋转铣削破煤。目前普遍采用的是螺旋滚筒式采煤机,属于铣削式采煤机。其中,截齿是采煤机上直接切割煤岩的关键零件,采煤机的绝大部分装机功率是由它消耗的。
[0003] 镐型截齿齿头呈圆锥状,依靠齿尖的楔入作用使煤层破碎,又称为切向截齿,适用于裂隙较多的脆性煤层。现有技术中主要使用的是镐型截齿,包括齿体和齿尖,齿尖一般采用硬质合金,硬度高但韧性较低,齿体一般采用优质合金结构钢锻造而成,韧性较好,齿尖与齿体通过钎焊的方式结合在一起。截齿失效形式主要表现为齿头部位的磨损,造成硬质合金齿尖脱落。传统截齿生产工艺首先进行钎焊,然后进行淬火处理,钎焊和淬火分别进行,使得截齿经历两次高温加热,不仅造成齿体材料产生魏氏组织,而且钎焊焊缝内部产生拉应力,严重降低截齿使用寿命。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题,本发明提供了一种镐型截齿钎焊用钎料及镐型截齿钎焊方法,提供一种镐型截齿钎焊钎料和钎焊方法。为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种镐型截齿钎焊用钎料,其材料组分及其质量百分比如下:
[0005] 镍含量12‑14%,锰含量30‑32%,锡含量3‑3.5%,稀土0.1‑0.3%,其余为铜。
[0006] 用于截齿生产的钎焊钎料一般采用铜基钎料。铜具有较好的塑性和耐腐蚀性能,但纯铜的抗氧化性能较差,纯铜的熔点为1083℃,加入镍、锰可以提高合金的硬度,加入锡可以降低合金的熔点,稀土可以细化合金晶粒,减小枝晶尺寸,细化金属间化合物尺寸。
[0007] 一种镐型截齿钎焊用钎料的镐型截齿钎焊方法,包含以下步骤:
[0008] 第一步:根据焊缝间隙大小,计算所需钎料总量,并将粉状或粒状钎料填充至焊缝部位;
[0009] 第二步:将镐型截齿放入真空气冷油淬炉中,为保证钎焊真空环境,炉内抽真空,‑2冷态真空度控制在2*10 Pa以下;
[0010] 第三步:升温,升温速率控制在18‑20℃/min之间,为避免截齿材料内外温差过大产生应力,待温度升至750~850℃之间预定温度时,保温10分钟;
[0011] 第四步:为较少高温环境下钎料挥发,真空度降至2‑3Pa,同时进一步升温直至960℃,达到钎焊温度,升温速率控制在8‑10℃/min之间,保温15分钟,完成钎焊工序;
[0012] 第五步:降温,降温速率控制在18‑20℃/min之间,当温度降至830‑860℃之间预定温度时,达到了齿体材料的淬火温度,把镐型截齿放入淬火介质,完成淬火工序,同时炉内充入惰性气体升压至一个大气压,然后,开炉取出镐型截齿;
[0013] 第六步:回火热处理,温度控制在430~450℃之间,保温至60分钟,然后,梯度降温,降温速率控制在18~20℃/min之间,直至降到常温,完成热处理。
[0014] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:钎焊和淬火工序同时进行,避免了截齿材料二次加热,尤其是焊缝部位的二次加热,保证了钎焊质量,提高了齿头的硬度,齿头的耐磨性更好,焊缝的抗剪强度更高,齿柄的韧性更好,截齿的使用寿命更长。

实施方案

[0018] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图1及具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0019] 如附图1所示,所述的镐型截齿包括齿体和齿尖1,所述的齿体包括齿头3和齿柄4,齿尖1与齿柄4之间设置有焊缝2,齿头3与齿柄4之间设置有焊缝2。
[0020] 齿尖采用硬质合金,本次采用的材料牌号是YG11C,齿头采用模具钢,本次采用的材料牌号是Cr12,齿柄采用合金结构钢,本次采用的材料牌号是42CrMo。上述材料的化学元素的质量百分比如下表:
[0021] 表1:
[0022]
[0023] 一种钎焊钎料,其材料组分及其质量百分比如下:
[0024] 镍含量12‑14%,锰含量30‑32%,锡含量3‑3.5%,稀土0.1‑0.3%,其余为铜。本次钎料的化学元素的质量百分比如下表:
[0025] 表2:
[0026]wt% Ni% Mn% Sn% Re% Cu%
  12.5 31.6 3.30 0.15 余量
[0027] 一种镐型截齿钎焊用钎料的镐型截齿钎焊方法,包含以下步骤:
[0028] 第一步:根据焊缝间隙大小,计算所需钎料总量,并将粉状或粒状钎料填充至焊缝部位;
[0029] 第二步:将镐型截齿放入真空气冷油淬炉中,为保证钎焊真空环境,炉内抽真空,‑2冷态真空度控制在2*10 Pa以下;
[0030] 第三步:升温,升温速率控制在18‑20℃/min之间,为避免截齿材料内外温差过大产生应力,待温度升至750~850℃之间预定温度时,保温10分钟;
[0031] 第四步:为较少高温环境下钎料挥发,真空度降至2‑3Pa,同时进一步升温直至960℃,达到钎焊温度,升温速率控制在8‑10℃/min之间,保温15分钟,完成钎焊工序;
[0032] 第五步:降温,降温速率控制在18‑20℃/min之间,当温度降至830‑860℃之间预定温度时,达到了齿体材料的淬火温度,把镐型截齿放入淬火介质,完成淬火工序,同时炉内充入惰性气体升压至一个大气压,然后,开炉取出镐型截齿;
[0033] 第六步:回火热处理,温度控制在430~450℃之间,保温至60分钟,然后,梯度降温,降温速率控制在18~20℃/min之间,直至降到常温,完成热处理。
[0034] 将样品取出,根据不同的位置制成5份试样,分别测试齿体的硬度、冲击韧性和焊缝的抗剪强度,其中硬度通过洛氏硬度表征,其中冲击性能测试采用U型缺口的试样,其中焊缝的抗剪强度,通过测试焊缝的瞬时破坏的载荷,代入ι=P/(πDH),其中ι表示抗剪强度,P表示破坏载荷,D表示硬质合金头直径,H表示截取的硬质合金头高度,得出焊缝的抗剪强度,测试结果见下表:
[0035] 表3:
[0036]
[0037] 从表3可以看出,齿头的硬度大于HRC60,根据截齿行业标准《MT/T 246‑2006采掘机械用截齿》中规定,齿头部位表面硬度应大于HRC40,齿头的硬度远大于行业标准规定的硬度,耐磨性能更好;齿柄的硬度在HRC38‑HRC42之间,符合行业标准,齿柄的冲击韧性大于2 2
60J/cm ,行业标准要求≥49J/cm ,齿柄的韧性更好,使用过程中不易脆断,使用寿命更长;
焊缝抗剪强度大于370MPa,而行业标准要求不低于180MPa,焊缝的抗剪能力更强,齿尖更加难以脱落,也提高了截齿的使用寿命。
[0038] 本发明的工作原理如下:钎焊钎料加入镍、锰可以提高合金的硬度,加入锡可以降低合金的熔点,稀土可以细化合金晶粒,减小枝晶尺寸,细化金属间化合物尺寸,提高焊缝的强度;钎料的熔点降低,钎焊温度随之降低,对齿体材料的热影响更小,齿体材料的晶粒长大趋势更小,齿体组织的晶粒更细,韧性更好,钎焊和淬火工序同时进行,避免了截齿材料二次加热,钎焊质量更高。
[0039] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:钎焊和淬火工序同时进行,避免了截齿材料二次加热,尤其是焊缝部位的二次加热,保证了钎焊质量,提高了齿头的硬度,齿头的耐磨性更好,焊缝的抗剪强度更高,齿柄的韧性更好,截齿的使用寿命更长。
[0040] 利用本发明所述的技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,设计出类似的技术方案,而达到上述技术效果的,均是落入本发明的保护范围。

附图说明

[0015] 以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0016] 附图1是截齿的结构示意图;
[0017] 附图中:1、齿尖,2、焊缝,3、齿头,4、齿柄。
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