一种耐磨抗冲击型牛腿梁用型材及其焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合金型材及其处理领域，特别是一种耐磨抗冲击型牛腿梁用型材及其焊接工艺。
【背景技术】
[0002]目前现有的牛腿梁用型材，由于使用普通钢材，经过弯曲拉伸处理后，弯曲部位的材料经过延展，较其他部位更薄，弯曲部位一旦出现破损则落砂管往往直接报废，无法再使用，造成了极大的浪费；若将加厚的牛腿梁用型材两头分别焊接在货架上，由于传统焊接工艺中，由于焊接引起的材料性能变坏，从而影响焊件原有的性能，或者焊缝由于焊接应力或其他致脆因素共同作用下，产生裂纹和气孔等，使用过程中容易破损脱落，且焊接过程中产生高温及大量的有害气体，既不节能也不环保，稍不留意就会对工作人员造成损伤，危害健康。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种耐磨抗冲击型牛腿梁用型材及其焊接工艺，能够显著提高牛腿梁用型材的耐磨抗冲击能力，同时工艺操作简单，节能环保。
[0004]为了解决以上技术问题，本发明提供一种耐磨抗冲击型牛腿梁用型材，选择钢材坯料的重量百分比化学成分为:C:0.03-0.08%、Si:0.20-0.30%、Mn:0.20-0.46%、Cr:0.85-1.0%、Mo:0.16-0.22%、N:0.015-0.030%、Cu:。.05%_2%，Ce:0.02-0.10%，La:0.02-0.10%，P:0.04-0.05%、S:0.03-0.04%、Nb:0.01-0.25%、V:0.18-0.36%，Al:
4.8-5.9%，其余为Fe和杂质，型材加工时依次包括进料、电镀、拉拔、退火、保温、酸洗、烘干及入库工序，其中:
电镀工序中，预镀溶液PH值为1.0-1.8，主镀溶液PH值为0.5-1.2 ；
拉拔工序中，钢材坯料置于加热炉中加热至900-950°C后进行拉拔，随后立即进行渗碳处理，处理时间为5-7小时，后冷却至200-260°C并保温，保温时间为30-40分钟；
退火工序包括以下步骤:①将型材加热至400°C后保温I小时，再加热至600°C保温I小时，最后加热至800°C;②水冷型材至600°C后开始退火工序，退火过程注意保持炉内压力0.3兆帕；
保温工序中，采用两道冷却工序将型材冷却至200-250°C，并保温2.5-3.5小时；
第一道冷却工序:采用油冷以15-17°C /s的冷却速率将型材水冷至380-400°C ；
第二道冷却工序:采用水冷以以3-5°C /s的冷却速率将型材水冷至200-250°C ；
进行冷却时，若单纯使用水冷，水中冷却应力大，工件容易变形开裂；单用油冷，则冷却速度慢，淬透直径小，工件不易淬透；本发明采用先油冷、后水冷的方法，不但保证工件心部有足够的冷却速度，而且避免了冷却速度过大，造成工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力致使工件变形或开裂； 技术效果:本发明选用的钢材坯料属碳含量较低，既没有低碳钢的低强度硬度和低耐磨性，也不像高碳钢热硬性差、淬透性低，C含量在0.03-0.08%范围内，既保证了钢材具有一定的柔韧性，也使得钢材的屈服点和抗拉强度升高，满足了一定的硬度和耐磨性，具有良好的综合力学性能，能够达到的最高硬度约为HRC55 (HB538)，σ b为550_850MPa ；
Mn含量为0.20-0.46%，Mn含量过高，则使得钢材坯料脆性增强，变得易碎，恰当含量的猛具有很好的脱氧能力，能把钢中的FeO还原成铁，改善钢的质量；还可以与硫形成MnS，从而减轻了硫的有害作用；同时能降低钢的脆性，改善钢的热加工性能；锰能大部分溶于铁素体，形成置换固溶体，使铁素体强化，继而提高钢的强度和硬度。
[0005]本发明进一步限定的技术方案是:
进一步的，前述的耐磨抗冲击型牛腿梁用型材，钢材坯料的重量百分比化学成分为:C:0.04%、Si:0.24%、Mn:0.30%、Cr:0.90%、Mo:0.18%、N:0.022%、Cu:0.10%，Ce:0.06%，La:0.06%，P:0.04%、S:0.03%、Nb:0.25%、V:0.24%，Al:5.1%，其余为 Fe 和杂质。
[0006]前述的耐磨抗冲击型牛腿梁用型材，钢材坯料的重量百分比化学成分为:C:0.05%、Si:0.25%、Mn:0.40%、Cr:0.90%、Mo:0.30%、N:0.020%、Cu:0.15%，Ce:0.08%，La:0.08%，P:0.05%、S:0.03%、Nb:0.15%、V:0.25%，Al:5.2%，其余为 Fe 和杂质。
[0007]前述的耐磨抗冲击型牛腿梁用型材，电镀工序中，预镀溶液PH值为1.6，主镀溶液PH值为0.8 ；
拉拔工序中，钢材坯料置于加热炉中加热至920°C后进行拉拔，随后立即进行渗碳处理，处理时间为6小时，后冷却至240°C并保温，保温时间为35分钟。
[0008]本发明还设计了一种耐磨抗冲击型牛腿梁用型材的焊接方法，选用焊料的重量百分比化学成分为:C:0.03-0.07%、Si:0.15-0.45%、Sb:0.5-3.5%, Mn:1.5-1.8%、Ni:
3.0-3.6%、Cr:0.45-1.25%、Mo:0.8-1.5%、Ti:0.005-0.025%，其余为 Fe 和不可避免的杂质；
选择的焊料中，Sb的含量为0.5-3.5%，不但可以细化焊料合金的组织，降低熔点，提高焊料的强度和润湿性，同时可以避免Sb含量过大而造成焊料的脆性增大，影响机械加工性能和焊点的可靠性；Ni含量为3.0-3.6%，提高流动性的同时亦不会过多增加焊料的脆性，防止裂纹的形成；Mo含量为0.8-1.5%，钼在烧结中优先形成碳化物，直接作用是弥散强化，提高烧结件的强度，硬度和耐磨性，提高稳定性，降低脆性；
其中:
焊接前首先对其进行预热处理，预热温度为100-20(TC ;焊接完成后，缓慢加热牛腿梁用型材至450-550°C并保温，保温时间T根据型材厚度d计算，具体公式为T=d/35，其中，保温时间T的单位为小时，d的单位为毫米，之后真空缓冷至室温。
[0009]前述的耐磨抗冲击型牛腿梁用型材的焊接方法，选用焊料的重量百分比化学成分为:C:0.06%、Si:0.35%、Sb:2.8%, Mn:1.6%、Ni:3.4%、Cr:0.85%、Mo:1.25%、Ti:0.015%，，其余为Fe和不可避免的杂质，其中:
焊接前首先对其进行预热处理，预热温度为160°C ;焊接完成后，缓慢加热牛腿梁用型材至480°C并保温，保温时间T根据型材厚度d计算，具体公式为T=d/35，其中，保温时间T的单位为小时，d的单位为毫米，之后真空缓冷至室温；
根据工件厚度，控制热处理的保温时间，去除焊接应力的同时，不但降低了焊接引起的材料性能变坏的概率，而且很大程度上避免产生裂纹和气孔等问题，使焊接部位更加牢固。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
本实施例提供的一种耐磨抗冲击型牛腿梁用型材，选择钢材坯料的重量百分比化学成分为:c:0.04%、Si:0.24%、Mn:0.30%、Cr:0.90%、Mo:0.18%、N:0.022%、Cu:0.10%，Ce:0.06%, La:0.06%，P:0.04%, S:0.03%、Nb:0.25%、V:0.24% ,Al:5.1%，其余为 Fe 和杂质，型材加工时依次包括进料、电镀、拉拔、退火、保温、酸洗、烘干及入库工序，其中:
电镀工序中，预镀溶液PH值为1.5，主镀溶液PH值为0.8 ；
拉拔工序中，钢材坯料置于加热炉中加热至920°C后进行拉拔，随后立即进行渗碳处理，处理时间为5小时，后冷却至240°C并保温，保温时间为35分钟；
退火工序包括以下步骤:①将型材加热至400°C后保温I小时，再加热至600°C保温I小时，最后加热至800°C;②水冷型材至600°C后开始退火工序，退火过程注意保持炉内压力0.3兆帕；
保温工序中，采用两道冷却工序将型材冷却至220°C，并保温2.8小时；
第一道冷却工序:采用油冷以15°C /s的冷却速率将型材水冷至380°C ；
第二道冷却工序:采用水冷以以3°C /s的冷却速率将型材水冷至200°C ；
电镀工序中，预镀溶液PH值为1.6，主镀溶液PH值为0.8 ；
拉拔工序中，钢材坯料置于加热炉中加热至920°C后进行拉拔，随后立即进行渗碳处理，处