双金属电渣熔铸抗磨斗齿成组制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种电渣熔铸抗磨斗齿的制造方法，特别是双金属电渣熔铸抗磨斗齿成组的制造方法。背景技术
众所周知，采矿及铁路、公路、水利、码头等项工程建设都离不开铲、挖机械，而斗齿是铲、挖机械的主要易损件。例如，挖掘较硬的矿石、岩石，挖掘机所用的斗齿一般7天就因磨损而全部更换，消耗量巨大。
第三代抗磨材料高铬铸铁，虽然抗磨性能好，但冲击韧性低，它不能同时满足斗齿工作段耐磨而根部承受冲击载荷和弯曲载荷抗疲劳要求。所以，目前斗齿多为锰钢或低碳合金钢铸件或锻件。近年来出现了高铬铸铁镶铸于高锰钢的斗齿，虽然性能优于单一材料的斗齿，但生产中影响因素多，质量难以控制，而且普通铸造的高铬铸铁镶块由于疏松等缺限，其抗磨性也低于电渣熔铸斗齿。
在本项发明之前，曾有过“电渣熔铸双金属电铲斗齿及工艺”中国专利，申请号为88105135.7，该发明采用高铬铸铁做齿尖，低碳合金钢做齿柄，用电渣熔铸方法，使二者熔铸成斗齿，使用寿命比整体铸造的高锰钢斗齿提高三倍以上，但是该发明由于是单件间断式生产，生产效率低，工艺参数多变，齿尖恰好是起弧初始段，质量不稳定，加工余量大等原因，故而未能转化为商业生产，但该发明确能证明电渣熔铸双金属斗齿使用寿命大大优于单一材料的整体铸造斗齿。发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种生产效率高、能耗低、加工简单且操作方便，能商业化生产的双金属电渣熔铸抗磨斗齿成组制造方法。
本发明的技术解决方案之一是：双金属电渣熔铸抗磨斗齿成组制造方法，其斗齿由两种材料组成，齿柄为低碳合金钢或锰钢，齿尖为高铬铸铁，其特征在于包括下列步骤：
(1)以制备好的齿柄一侧面为基面竖立，将对开式水冷结晶器一端紧靠齿柄工作面，二者间加绝缘板，对开式结晶器的另一端彼此相连，由齿柄端面和结晶器的内壁组成齿尖熔铸型腔，对齿尖进行电渣熔铸的同时把齿柄熔成一体；
(2)边电渣熔铸边向上叠加齿柄和对开式结晶器，一次熔铸就把多个斗齿熔接成一体，形成斗齿群；
(3)最后用导电切割设备切割成单个斗齿。
上述技术方案适用于制造尺寸较大的斗齿。
本发明的技术解决方案之二是：双金属电渣熔铸抗磨斗齿成组制造方法，其斗齿由两种材料组成，齿柄为低碳合金钢或锰钢，齿尖为高铬铸铁，其特征在于包括下列步骤：
(1)以制备好的两个齿柄一侧为基准面竖立，将两个结晶器两端分别紧靠两个齿柄的工作面，组成近似四边形的两个齿尖熔铸型腔，其四边型对角线之一就是两斗齿分界面，对齿尖进行电渣熔铸地同时把齿柄熔成一体；
(2)边熔铸边向上叠加两齿柄和结晶器，一次熔铸就把多个斗齿熔接成一体，形成斗齿群；
(3)最后用导电切割设备切割成单个斗齿。
以上方案适合于制造中小尺寸的斗齿。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)质优，斗齿的齿尖和齿柄工况不同，只有双金属电渣熔铸斗齿方能做到最佳设计；电渣熔铸的齿尖金属纯度高，组织致密、无疏松、夹渣、分层等缺限，抗磨性优于同质的铸件或锻件，齿柄抗冲击、弯曲疲劳强度高。
(2)便于操作，每种斗齿的电渣熔铸熔腔和自耗电极的截面形状、大小纵向始终不变，熔铸过程电参数恒定，渣层厚度便于控制，故操作简化，熔铸过程稳定。
(3)能耗低，充填系数大可达0.4-0.6，电极电流为0.4-0.8安/毫米2。
(4)生产效率高，一次电渣熔铸就生产出多件，选用导电切割比普通机械切割效率提高5-10倍，切口窄3-5mm，材料利用率高。附图说明
图1是本发明技术解决方案之一的结构示意图；
图2是图1中的A-A剖视图；
图3本发明技术解决方案之二的结构示意图；
图4是图3的B-B剖视图。具体实施方式
如图1、图2所示，第一个实施例适合于尺寸较大的斗齿的制造，其斗齿由两种材料组成，斗齿的形状呈斜劈形，多数斗齿的两侧为平行的直平面，齿柄2为低碳合金钢或锰钢，齿尖为高铬铸铁，将制备好的齿柄2的侧面为基面竖立，像砌墙一样，由下而上叠加，对开式铜制水冷结晶器4一端紧靠齿柄2的工作面，两者间加绝缘板5，对开式结晶器4的另一端彼此相连，由齿柄2端面和结晶器4的内壁组成齿尖的熔铸型腔6，起始安装不小于三个齿柄和三组结晶器，再用材料为高铬铸铁的自耗电极1对齿尖进行电渣熔铸，在对齿尖进行电渣熔铸的同时，也把齿柄2熔成一体，此后，边电渣熔铸边向上叠加齿柄2和对开式结晶器4，一次熔铸就把多个斗齿熔接成一体，形成斗齿群，之后用导电切割设备将斗齿群切割成单个斗齿，其切缝宽度一般为3-5mm，最后将切割好的单个斗齿通过相容性热处理达到齿尖硬度高、抗磨性好，齿柄冲击韧性好的优质斗齿。
如图3、图4所示，第二个实施例适合于中小尺寸斗齿的制造，其斗齿也由两种材料组成，齿柄2a为低碳合金钢或锰钢，齿尖为高铬铸铁，将制备好的两个齿柄2a的侧面为基面竖立，将两个结晶器4a两端分别紧靠两个齿柄2a的工作面，齿柄与结晶器之间仍用绝缘板5a隔开，由两个齿柄2a的端面和两个结晶器4a组成近似四边形的两齿尖熔铸型腔6a，其四边型对角线之一就是两斗齿的分界面，中间增加切割宽度3-5mm，再用材料为高铬铸铁的自耗电极1a对齿尖进行电渣熔铸，在对两齿尖进行电渣熔铸的同时也把两齿柄2a熔成一体，此后，边电渣熔铸边向上叠加两个齿柄2a和结晶器4a，一次熔铸就把多个斗齿熔接成一体，形成斗齿群，最后用导电切割设备切割成单个斗齿，其叠加斗齿之间的切缝宽度一般为3-5mm。
在图2和图4中，结晶器4或4a的结构是以齿柄2或2a前端为界用肋3或3a隔开，各自独立冷却，水温可调，其目的是保证齿柄2或2a与齿尖结合部上下温度一致，防止出现过热区。
本发明中为了解决初始段齿柄2或2a与齿尖的熔接，本电渣熔铸的启动是先用化渣炉将固态渣加热变为液态渣至1700℃以上后，迅速倒入熔铸型腔，先用非自耗电极通电加热4-10分钟，使底部齿柄2或2a端面微熔，然后在30秒内换成高铬铸铁自耗电极1或1a开始电渣熔铸，电渣熔铸的充填系数为0.4-0.6，电极电流密度0.4-0.8安/毫米2，电压45-55伏。