專利名稱：一種高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)低碳合金鋼制品及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鏟刀刃是鏟、挖工程機(jī)械中工作機(jī)構(gòu)(如鏟斗，挖斗)的關(guān)鍵零部件。是工作機(jī)構(gòu)前鋒一個(gè)帶刃口的狹長板狀零件。作業(yè)時(shí)，靠它切削物料(如砂、石、土、礦渣等)。由于它的工作條件十分惡劣，要求它要有良好的耐磨、耐沖擊性能。同時(shí)，它又必須同斗體牢固地焊成一體，要求它有可焊性在所必然。傳統(tǒng)的加工完全可以根據(jù)機(jī)械的具體要求，做成各種規(guī)格、大小和形狀的鏟刀刃；材料的性能，才是決定鏟刀刃品質(zhì)的關(guān)鍵。眾所周知，提高耐磨性、耐沖擊性能，離不開提高鋼材的碳當(dāng)量，以便借助熱處理來實(shí)現(xiàn)。而提高可焊性，則要求鋼材的碳當(dāng)量不能太高。這對(duì)矛盾長期困擾著鏟刀刃技術(shù)的發(fā)展。解決問題的關(guān)鍵是找到矛盾的最佳平衡點(diǎn)和尋找資源豐富而價(jià)廉的合金元素來替代資源缺乏而價(jià)格昂貴的合金元素。上世紀(jì)九十年代我國把推土機(jī)、裝載機(jī)鏟刀刃的高強(qiáng)耐磨化列入國家重大引進(jìn)消化、技術(shù)攻關(guān)的項(xiàng)目之一。推動(dòng)我國高強(qiáng)耐磨鋼的研發(fā)，取得了顯著的成果。各種各樣的國產(chǎn)耐磨鋼如雨后春筍涌現(xiàn)出來。廈工協(xié)華機(jī)械有限公司首先把耐磨鋼的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)出硬度等級(jí)達(dá)到HBS400的HQ130鋼新型整體式耐磨鏟刀刃。2003年后，廈門勁華機(jī)械有限公司與廈工協(xié)華機(jī)械有限公司聯(lián)手，同武鋼合作開發(fā)出硬度等級(jí)達(dá)到HBS450的22SiMn2 鋼高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃，廣泛應(yīng)用于國產(chǎn)裝載機(jī)鏟斗，挖掘機(jī)挖斗上。與此同時(shí)，武鋼、鞍鋼、 舞鋼等生產(chǎn)出NM0921、ACR950、NM360、NM400，22SiMn2等多種耐磨鋼，為鏟刀刃生產(chǎn)提供多種材料選擇。但所有這些高強(qiáng)度耐磨鋼的硬度都尚未達(dá)到HB500等級(jí).然而，國際上先進(jìn)國家已經(jīng)生產(chǎn)出硬度等級(jí)達(dá)到HB500的高強(qiáng)度耐磨鋼，并廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)、挖掘機(jī)、平地機(jī)、推土機(jī)、混凝土攪拌機(jī)等工程機(jī)械上。如瑞典斯威堡 (SffEBOR)的SB50鋼、意大利威力提(VENETE)的LTB500鋼、日本住友的SUMIHARD-K500鋼
寸·耐磨鋼的使用壽命同硬度等級(jí)有很大關(guān)系。一般硬度達(dá)到HB400，其使用壽命比普通鋼高2. 5倍，硬度達(dá)到HB500，其使用壽命比普通鋼高4倍。隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，比裝載機(jī)技術(shù)含量更高、使用性能更好的挖掘機(jī)行業(yè)異軍突起。要求配置硬度等級(jí)更高、耐沖擊性能更好的鏟刀刃。在首先占領(lǐng)市場的外資品牌挖掘機(jī)上，一般采用進(jìn)口的鏟刀刃(或稱挖刃)，成本明顯偏高。一些國產(chǎn)品牌的挖掘機(jī)，原先也是配用進(jìn)口鏟刀刃。由于要提前訂貨，供貨期長，常常供不及時(shí)，且成本高，只好配用國產(chǎn)的HB400-450硬度等級(jí)的挖刃，以保證生產(chǎn)進(jìn)度。隨著市場競爭的加劇，無論國產(chǎn)品牌工程機(jī)械廠家和外資品牌的工程機(jī)械廠家從降低成本、提升品質(zhì)、保證供應(yīng)、追逐一流的角度，都迫切需要開發(fā)國產(chǎn)的HB500硬度等級(jí)的高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種HB500硬度等級(jí)的高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃，及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃，它用低碳合金鋼軋制而成的晶粒度7-8級(jí)的板材制成，該低碳合金中所含化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為C，0. 25-0. 30； Si，0. 20-0. 40 ；Mn, 1. 0-1. 30 ；Cr,0. 30-0. 60 ；Ti，0. 030-0. 050 ；B，0. 0015-0. 0040 ；Alt, 0. 030-0. 060 ；P ^ 0. 02 ；S ^ 0. 015 ；其余為 Fe ；該鏟刀刃的抗拉強(qiáng)度 Rm = 1600_1800Mpa， 硬度 HB = 480-520，延伸率 A = 8. 5-11 %，常溫沖擊韌度 Akv = 34_55J/c m2，低溫 _40°C 沖擊韌度Akv > 28J/c m2，晶粒度7-8級(jí)。生產(chǎn)上述高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃的方法，包含的步驟有A，將低碳合金鋼軋制成晶粒度7-8級(jí)的板材，將該板材加工成型為鏟刀刃毛坯；該低碳合金鋼中所含化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為c，0. 25-0. 30 ；Si,0. 20-0. 40 ； Mn, 1. 0-1. 30 ；Cr, 0. 30-0. 60 ；Ti，0. 030-0. 050 ；B, 0. 0015-0. 0040 ；Alt, 0. 030-0. 060 ； P 彡 0. 02 ;S 彡 0. 015 ；其余為 Fe。B，對(duì)鏟刀刃毛坯淬火；該淬火過程中，先將鏟刀刃毛坯送入加熱爐中加熱到 890-910°C后，再對(duì)該鏟刀刃毛坯進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間按該鏟刀刃毛坯厚度以2-3分鐘 /毫米確定；然后以大于180°C /秒的冷卻速度對(duì)該鏟刀刃毛坯進(jìn)行水冷卻；C，對(duì)鏟刀刃回火；在該回火過程中，將經(jīng)淬火處理的該鏟刀刃毛坯送入加熱爐中加熱到170-210°C后，再對(duì)該鏟刀刃毛坯進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間按該鏟刀刃毛坯厚度以 3-5分鐘/毫米確定，然后在常溫空氣中讓該鏟刀刃毛坯進(jìn)行冷卻，得到硬度達(dá)到HB500等級(jí)、晶粒度7-8級(jí)的高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃。本發(fā)明高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃，采用上述低碳合金鋼軋制板(簡稱為JH500)作為鏟刀刃的材料，在低硫、低磷，減少有害夾雜的前提下，含鉻、鈦、鋁、硼，利于細(xì)化晶粒，提高韌性和淬透性。含適當(dāng)?shù)奶?、硅、錳，保證適當(dāng)?shù)奶籍?dāng)量，利于提高強(qiáng)度和硬度。本發(fā)明的高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃，同國際上同等級(jí)的優(yōu)秀耐磨鋼的機(jī)械性能比較，如下表所示
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃，其特征在于它用低碳合金鋼軋制而成的晶粒度7-8級(jí)的板材制成，該低碳合金中所含化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C,0. 25-0. 30 ；Si,0. 20-0. 40 ； Mn, 1. 0-1. 30 ；Cr,0. 30-0. 60 ；Ti,0. 030-0. 050 ；Β，0· 0015-0. 0040 ；Alt，0. 030-0. 060 ； P ^ 0. 02 ;S ^ 0. 015 ；其余為！^e ；該鏟刀刃的抗拉強(qiáng)度Rm = 1600_1800Mpa，硬度HB = 480-520，延伸率A = 8. 5-11 %，常溫沖擊韌度Akv = 34-55J/c m2，低溫_40°C沖擊韌度Akv > 28J/c m2，晶粒度 7-8 級(jí)。
2.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃的方法，包含的步驟有A，將低碳合金鋼軋制成晶粒度7-8級(jí)的板材，將該板材加工成型為鏟刀刃毛坯；該低碳合金鋼中所含化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C,0. 25-0. 30 ；Si,0. 20-0. 40 ；Mn, 1. 0-1. 30 ； Cr,0.30-0. 60 ；Ti,0.030-0. 050 ；Β,Ο.0015-0. 0040 ；Alt,0. 030-0. 060 ；P 彡 0. 02 ； S ( 0.015 ；其余為 Fe ；B，對(duì)鏟刀刃毛坯淬火；該淬火過程中，先將鏟刀刃毛坯送入加熱爐中加熱到 890-910°C后，再對(duì)該鏟刀刃毛坯進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間按該鏟刀刃毛坯厚度以2-3分鐘 /毫米確定；然后以大于180°C /秒的冷卻速度對(duì)該鏟刀刃毛坯進(jìn)行水冷卻；C，對(duì)鏟刀刃毛坯回火；在該回火過程中，將經(jīng)淬火處理過的該鏟刀刃毛坯送入加熱爐中加熱到170-210°C后，再對(duì)該鏟刀刃毛坯進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間按該鏟刀刃毛坯厚度以 3-5分鐘/毫米確定，然后在常溫空氣中讓該鏟刀刃毛坯進(jìn)行冷卻，得到硬度達(dá)到HB500等級(jí)、晶粒度7-8級(jí)的高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃。
全文摘要
本發(fā)明一種高強(qiáng)度耐磨鏟刀刃及其生產(chǎn)方法，涉及低碳合金鋼制品及其生產(chǎn)方法。該鏟刀刃用低碳合金鋼軋制而成的晶粒度7-8級(jí)的板材制成，該低碳合金中所含化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為C，0.25-0.30；Si，0.20-0.40；Mn，1.0-1.30；Cr，0.30-0.60；Ti，0.030-0.050；B，0.0015-0.0040；Alt，0.030-0.060；P≤0.02；S≤0.015；其余為Fe；該鏟刀刃的抗拉強(qiáng)度Rm＝1600-1800Mpa，硬度HB＝480-520，延伸率A＝8.5-11％，常溫沖擊韌度Akv＝34-55J/c m2，低溫-40℃沖擊韌度Akv＞28J/cm2，晶粒度7-8級(jí)。
文檔編號(hào)C21D9/00GK102337466SQ20101022816
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者李勁東 申請(qǐng)人:廈門勁華機(jī)械有限公司