專利名稱：扒掌及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及路基處理車技術(shù)，尤其是涉及一種扒掌及其制造方法。
背景技術(shù)：
路基處理車是有效提高路基承載能力的鐵路線路維護專用設(shè)備。路基處理車的路基挖掘鏈負責挖掘路基底部的土層，而扒掌是路基挖掘鏈的核心部件，工作過程承受路基土層中沙粒的劇烈磨損，容易磨損損耗或損壞。而頻繁更換扒掌，會降低路基處理車的作業(yè)效率、增加使用維護成本，因此急需對扒掌進行強化，提高扒掌的耐磨性和工作壽命。如圖1和2所示，現(xiàn)有的扒掌包括支架Ia和合金塊2a，合金塊加包括堆焊層21a 和基體22a，具體采用高鉻鑄鐵焊條和堆焊工藝在平板的基體2 上加工出堆焊層21a，然后切割成一定尺寸的合金塊加，合金塊加與支架Ia進行焊接，形成焊縫23a。在進行本發(fā)明的研究過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用上述現(xiàn)有的扒掌存在如下技術(shù)缺陷第一，堆焊層21a采用堆焊工藝制成，由于堆焊工藝的熱輸入大，冷卻及凝固過程應(yīng)力較大，導(dǎo)致在堆焊層21a的在結(jié)合界面處易產(chǎn)生橫向裂紋，進而導(dǎo)致堆焊層21a容易剝落，扒掌的使用壽命較低、維護成本高。并且，堆焊層21a只焊接在支架1的迎土面上，無法對支架Ia的頂面和側(cè)面實施強化，而恰恰扒掌的磨損又始于頂面，因而該扒掌的耐磨性較差，使用壽命較低。第二，現(xiàn)有技術(shù)中堆焊層21a組織為高鉻鑄鐵，耐磨性不足，涂層厚，增加工藝難度和生產(chǎn)成本；并且采用合金塊加與支架Ia的分體焊接工藝，增加了合金塊加的切割和焊接的工序，同樣增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種扒掌及其制造方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的扒掌的使用壽命較低的缺陷，能夠提高扒掌的使用壽命，并且能夠降低扒掌的加工工藝難度、生產(chǎn)成本和使用維護成本。本發(fā)明提供了一種扒掌，包括支架和耐磨層；所述支架包括支撐部和工作部，所述支撐部與所述工作部連接，所述工作部包括迎土面、與迎土面下邊沿相交的頂面以及與迎土面?zhèn)冗呇叵嘟坏膫?cè)面，所述耐磨層包括附著于所述迎土面和頂面的迎土面耐磨層和頂面耐磨層。優(yōu)選地，所述耐磨層還包括附著于所述側(cè)面的側(cè)面耐磨層。優(yōu)選地，所述側(cè)面耐磨層為兩個，分別與所述迎土面耐磨層和底面耐磨層的兩個側(cè)邊沿相交。優(yōu)選地，所述迎土面耐磨層與所述頂面耐磨層垂直；所述側(cè)面耐磨層與所述迎土面耐磨層垂直。優(yōu)選地，所述耐磨層材料為金屬基顆粒增強耐磨層。
優(yōu)選地，所述支撐部的遠離所述工作部的一端具有凹槽，所述凹槽的開口端開設(shè)有同中心的安裝孔。本發(fā)明還提供了一種扒掌的制造方法，包括鑄造或鍛造支架；在所述支架的工作部的迎土面和頂面熔覆耐磨層。優(yōu)選地，還包括在所述支架的工作部的側(cè)面熔覆耐磨層；優(yōu)選地，所述熔覆耐磨層的具體過程為為通過激光束輻照所述支架的工作部，同時向所述工作部添加合金材料；通過多道熔覆層搭接實現(xiàn)冶金結(jié)合的耐磨層。優(yōu)選地，所述熔覆層的搭接道數(shù)為20-30道，每道所述熔覆層寬度為4_6mm，高度為2-4mm，所述熔覆層的搭接率30% 50%。優(yōu)選地，所述合金材料為金屬基顆粒增強耐磨材料；所述金屬基顆粒增強耐磨材料增強相為碳化物顆粒，由鈦、釩、鋯、鈮或鎢元素中兩種以上元素與碳元素合成。本發(fā)明提供的扒掌及其制造方法，扒掌包括支架和耐磨層，耐磨層包括附著于支架的迎土面耐磨層和頂面耐磨層，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在支架的頂面上附著有頂面耐磨層，對支架的頂面進行強化，可以提高支架的頂面的耐磨性，提高頂部形狀及切削刃的保持能力，提高扒掌的挖掘效率和使用壽命。由于采用所述加工工藝直接在支架的工作部的迎土面和頂面熔覆耐磨層，實現(xiàn)支架和耐磨層的冶金結(jié)合，不產(chǎn)生平行于工作面的橫向裂紋，使得耐磨層不易脫落，提高耐磨層的耐磨性，并且省去了現(xiàn)有技術(shù)中合金塊的切割和焊接的工序，簡化生產(chǎn)工藝。


圖1為本發(fā)明現(xiàn)有的扒掌的主視圖2為圖1中的扒掌的左視圖3為本發(fā)明第一 實施例提供的扒掌的示意圖4為沿圖3中A-A線的剖視圖5為圖3中的扒掌的立體圖6為本發(fā)明第一 實施例提供的扒掌的工作狀態(tài)圖7為本發(fā)明第二.實施例提供的扒掌的制造方法的流程圖。
附圖標記
1-支架；11-支撐部；12-工作部；
111-凹槽；112-安裝孔；2-耐磨層；
21-迎土面耐磨層；22-頂面耐磨層；23-側(cè)面耐磨層
10-扒掌；20-連接臂；30-刮板；
40-路基土層。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。參照圖3-5，圖3為本發(fā)明第一實施例提供的扒掌的示意圖；圖4為沿圖3中A-A 線的剖視圖；圖5為圖3中的扒掌的立體圖。在本發(fā)明的第一實施例中，扒掌包括支架1和耐磨層2。支架1包括支撐部11和工作部12，支撐部11與工作部12連接，工作部12包括迎土面、與迎土面下邊沿相交的頂面和與迎土面?zhèn)冗呇叵嘟坏膫?cè)面(圖中未示出)，耐磨層2 包括附著于工作部12的迎土面和頂面的迎土面耐磨層21和頂面耐磨層22。支撐部11的端部具有凹槽111，凹槽111的開口端開設(shè)有同中心的安裝孔112。如圖6所示，本實施例提供的扒掌處于工作狀態(tài)時，扒掌10的支撐部11的凹槽 111與連接臂20上的凸起(圖中未示出)配合，圓柱銷或其他類型的銷軸穿過安裝孔112 將扒掌10與連接臂20連接，連接臂20的另一端與路基處理車的刮板30連接，路基處理車的刮板30將力傳遞給扒掌10，扒掌10的工作部12深入路基土層40，工作部12上的迎土面耐磨層21和頂面耐磨層22與路基土層40內(nèi)的砂石摩擦接觸，按圖6中箭頭方向挖掘路基土層ο本發(fā)明第一實施例提供的扒掌，耐磨層2包括附著于支架1的迎土面和頂面的迎土面耐磨層21和頂面耐磨層22，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在支架1的頂面上附著有頂面耐磨層22，對支架1的頂面進行強化，可以提高支架1頂面的耐磨性，提高切削刃的保持能力，減小磨損，提高扒掌的挖掘效率和使用壽命。需要說明的是，還可以對第一實施例提供的扒掌做如下改進如圖3和圖5所示，耐磨層2還包括附著于工作部12的側(cè)面的側(cè)面耐磨層23。在工作部12的側(cè)面增設(shè)側(cè)面耐磨層23可以提高工作部12的側(cè)面的耐磨性，進而可以提高扒掌的使用壽命。具體地，工作部12的側(cè)面耐磨層23為兩個，分別與迎土面耐磨層21的兩個側(cè)邊沿相交。迎土面耐磨層21與頂面耐磨層22垂直，能夠提高扒掌的挖掘能力，工作部12的迎土面和頂面可以不垂直，只要保證迎土面耐磨層21和頂面耐磨層22的外表面垂直即可提高扒掌的挖掘能力；兩個側(cè)面耐磨層23與迎土面耐磨層21垂直，可以減少側(cè)面耐磨層 23的磨損，提高扒掌的使用壽命。參考圖7，圖7為本發(fā)明第二實施例提供的扒掌的制造方法的流程圖。本發(fā)明第二實施例提供的扒掌的制造方法，包括步驟100，鑄造或鍛造支架；步驟200，在支架的工作部的迎土面和頂面熔覆耐磨層。另外，在上述扒掌的制造方法的基礎(chǔ)上，進一步地，扒掌的制造方法還包括在支架的工作部的側(cè)面熔覆耐磨層。進一步地，所述熔覆耐磨層為通過高能激光束輻照支架的工作部，同時向工作部添加合金材料；通過多道熔覆層搭接實現(xiàn)冶金結(jié)合的耐磨層。具體地，熔覆層的搭接道數(shù)為20-30道，每道熔覆層寬度為4-6mm，高度為2_4mm， 熔覆層的搭接率30% 50%。
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在上述實施例中，合金材料為金屬基顆粒增強耐磨材料；顆粒由強碳化物形成元素中鈦、釩、鋯、鈮、鎢元素合成，具體可以選擇鈦、鋯、釩、鈮、鎢中的兩種以上元素與碳元素合成。在金屬基顆粒增強耐磨材料中，顆粒尺寸為0. 5-2微米，均勻分布于亞共晶基體上。顆粒分布密度達到IO5個/mm2。顆粒硬度高，結(jié)合強度好，能夠有效抵抗外來磨粒的微觀切削，耐磨性好。通過激光熔覆工藝加工多道搭接而成的耐磨層，耐磨層與支架為冶金結(jié)合，結(jié)合強度高，耐磨性好。需要說明的是，上述實施例中，耐磨層還可以采用其他熔覆強化工藝。支架可以采用精密鑄造或者鍛造工藝加工，支架的材料可以選擇合金鋼，如 42CrMo、35SiCrMo 等。本實施例提供的扒掌的制造方法，由于在支架的頂面上附著有頂面耐磨層，對支架的頂面進行強化，提高切削刃的保持能力，減小磨損，可以提高支架的頂面的耐磨性，提高扒掌的使用壽命。由于直接在支架的工作部的迎土面和頂面熔覆耐磨層，實現(xiàn)支架和耐磨層的冶金結(jié)合，使得耐磨層不易脫落，提高耐磨層的耐磨性，并且省去了現(xiàn)有技術(shù)中合金塊的切割和焊接的工序，簡化生產(chǎn)工藝。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種扒掌，其特征在于，包括支架和耐磨層；所述支架包括支撐部和工作部，所述支撐部與所述工作部連接；所述工作部包括迎土面、與迎土面下邊沿相交的頂面以及與迎土面?zhèn)冗呇叵嘟坏膫?cè)所述耐磨層包括附著于所述迎土面和頂面的迎土面耐磨層和頂面耐磨層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扒掌，其特征在于，所述耐磨層還包括附著于所述側(cè)面的側(cè)面耐磨層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扒掌，其特征在于，所述側(cè)面耐磨層為兩個，分別與所述迎土面耐磨層和底面耐磨層的兩個側(cè)邊沿相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扒掌，其特征在于，所述迎土面耐磨層與所述頂面耐磨層垂直；所述側(cè)面耐磨層與所述迎土面耐磨層垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扒掌，其特征在于，所述耐磨層為金屬基顆粒增強耐磨層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扒掌，其特征在于，所述支撐部的遠離所述工作部的一端具有凹槽，所述凹槽的開口端開設(shè)有同中心的安裝孔。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述的扒掌的制造方法，其特征在于，包括 鑄造或鍛造支架；在所述支架的工作部的迎土面和頂面熔覆耐磨層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的扒掌的制造方法，其特征在于，還包括 在所述支架的工作部的側(cè)面熔覆耐磨層；
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的扒掌的制造方法，其特征在于，所述熔覆耐磨層的具體過程為通過激光束輻照所述支架的工作部，同時向所述工作部添加合金材料；通過多道熔覆層搭接實現(xiàn)冶金結(jié)合的耐磨層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的扒掌的制造方法，其特征在于，所述熔覆層的搭接道數(shù)為 20-30道，每道所述熔覆層寬度為4-6mm，高度為2_4mm，所述熔覆層的搭接率30% 50%。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的扒掌的制造方法，其特征在于，所述合金材料為金屬基顆粒增強耐磨材料；顆粒為增強相，由鈦、釩、鋯、鈮或鎢元素中兩種以上元素與碳元素合成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種扒掌及其制造方法，包括支架和耐磨層；所述支架包括支撐部和工作部，所述支撐部與所述工作部連接，所述工作部包括迎土面、與迎土面下邊沿相交的頂面以及與迎土面?zhèn)冗呇叵嘟坏膫?cè)面，所述耐磨層包括附著于所述迎土面和頂面的迎土面耐磨層和頂面耐磨層。本發(fā)明提供的扒掌及其制造方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在支架的頂面上附著有頂面耐磨層，對支架的頂面進行強化，可以提高支架頂面的耐磨性，提高扒掌的使用壽命。由于在支架的工作部的迎土面和頂面熔覆耐磨層，實現(xiàn)支架和耐磨層的冶金結(jié)合，使得耐磨層不易脫落，提高耐磨層的耐磨性，并且省去了現(xiàn)有技術(shù)中合金塊的切割和焊接的工序，簡化生產(chǎn)工藝。
文檔編號E01C3/04GK102418351SQ20111029627
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者任伯濤, 孫保林, 孫建軍, 焦傳江, 王東, 錢兆勇 申請人:北京二七軌道交通裝備有限責任公司