一種低合金挖掘機斗齒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械制造技術領域，具體涉及一種低合金挖掘機斗齒及其制備方法。
【背景技術】
[0002]挖掘機斗齒是挖掘機上的重要易耗部件，要求其具有較好的耐磨性，同時還具有較好的綜合機械性能。高錳鋼(ZGMnl3)被較早地用作斗齒材料，用該材料制成的斗齒的優(yōu)點是受到高沖擊時加工硬化能力強，其適合挖掘高硬度物料，但是不適合挖掘軟物料(煤炭、泥土等)，因軟物料不能使之充分加工硬化，故抗磨性能較差，在工作過程斗齒表面易造成大塊脫落，甚至易發(fā)生脆斷。此外，高錳鋼一般被認為只有在高沖擊或強鑿削的磨損條件下，表面才能有效地產生加工硬化層，表現(xiàn)出較高的耐磨性，否則它甚至比不上一般鋼的耐磨性。為此，國內外發(fā)展了一系列低合金鋼用于制造斗齒，其含碳量一般在0.35%以下，以Cr、N1、Mo、S1、Mn、B等為主要合金化元素，再對鑄件進行合理、適當?shù)臒崽幚恚纳破浣M織和性能，從而提高鋼的淬透性及整體耐磨性。但是，目前所開發(fā)的低合金鋼斗齒尚普遍存在硬度低、耐磨性差和使用壽命短等不足。為了進一步提高斗齒性能，研究者們對低合金鋼組成及制備工藝做了大量的研究。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種機械性能好，使用壽命長的低合金挖掘機斗齒。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn):
[0005]—種低合金挖掘機斗齒，由以下百分比含量的成分組成:C0.27-0.32 %, Mn
1.2-1.5%, Si 0.8-1.2%，Cr 1.4-1.7%, V 0.5-1.0%, T1.2-0.3%, W 0.25-0.63%，Ce
0.18-0.25%, Cu 0.15-0.28%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0006]優(yōu)選地，所述雜質中，S元素的百分比含量小于等于0.03%，P元素的百分比含量小于等于0.03%。
[0007]優(yōu)選地，所述低合金挖掘機斗齒由以下百分比含量的成分組成，C0.3%, Mn
1.3%, Si 1.1%, Cr 1.5%, V 0.7%, Ti 0.25%, W 0.58%, Ce 0.22%，余量為 Fe 及不可避免的雜質。
[0008]低合金挖掘機斗齒的制備方法包括鑄造工序和熱處理工序:
[0009]I)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、V、T1、W、Ce、Fe元素的原料進行熔煉，熔煉溫度為15 8 O -16 2 O °C，將熔煉后的鋼水澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件，鋼水出爐溫度為1540-1560。。；
[0010]2)熱處理工序:將斗齒鑄件以70-80°C /h的升溫速度加熱到600-680°C，保溫2小時，再以60-70°C /h的升溫速度升溫至1040-1070°C，保溫2h后隨爐冷卻到920-940°C，再將斗齒鑄件加熱到960 0C -980 0C，采用水溶性淬火液冷卻，將淬火后的斗齒鑄件淬回火加熱到200°C -240°C，保溫時間為2-3小時后空氣冷卻。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟2)中回火溫度為220 °C。
[0012]本發(fā)明有益效果:本發(fā)明通過添加適量的Ti形成鈦的碳化物，細化了斗齒鑄件微觀組織，提高了加工硬化能力，且還可以抵消過多磷雜質所產生的危害；添加的V和W在鋼中同樣和C形成硬而微小分散、難熔的碳化物，細化組織，提高斗齒的硬度和耐磨性；Cu可以提高基體的淬透性，添加的適量的稀土元素Ce使得斗齒的韌性得到進一步的改善。本發(fā)明優(yōu)化了 C、Mn、S1、Cr等成分的配比，使斗齒的配方更加合理，使斗齒中各元素產生協(xié)同作用，顯著提高斗齒的機械性能，使其具有高韌性、高硬度、高抗拉強度、高耐磨性，且將斗齒采用淬火熱處理之后，進一步改善了斗齒鑄件的微觀組織和性能，提高了其使用壽命，與現(xiàn)有技術中相比，使用壽命提高了 2-3倍左右。
【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(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。
[0014]實施例1:
[0015]—種低合金挖掘機斗齒，由以下百分比含量的成分組成:C 0.3%, Mn 1.3%, Si1.1%, Cr 1.5%, V 0.7%, Ti 0.25%, W 0.58%, Ce 0.22%, Cu 0.21%, S^0.03%,P^0.03%，余量為 Fe。
[0016]低合金挖掘機斗齒的制備方法包括鑄造工序和熱處理工序:
[0017]I)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、V、T1、W、Ce、Fe元素的原料進行熔煉，熔煉溫度為15 8 O -16 2 O °C，將熔煉后的鋼水澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件，鋼水出爐溫度為1540-1560。。；
[0018]2)熱處理工序:將斗齒鑄件以70-80°C /h的升溫速度加熱到600-680°C，保溫2h，再以60-70°C /h的升溫速度升溫至1040-1070°C，保溫2h后隨爐冷卻到920-940°C，再將斗齒鑄件加熱到9600C -9800C，采用水溶性淬火液冷卻，將淬火后的斗齒鑄件淬回火加熱到2200C -240°C，保溫時間為2-3小時后空氣冷卻。
[0019]實施例2:
[0020]—種低合金挖掘機斗齒，由以下百分比含量的成分組成:C 0.27%, Mn 1.5%,Si 0.8%, Cr 1.7%, V 0.5%, Ti 0.3%, W 0.25%, Ce 0.25%, Cu 0.15%, S 彡 0.03%,P^0.03%，余量為 Fe。
[0021]低合金挖掘機斗齒的制備方法包括鑄造工序和熱處理工序:
[0022]I)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、V、T1、W、Ce、Fe元素的原料進行熔煉，熔煉溫度為15 8 O -16 2 O °C，將熔煉后的鋼水澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件，鋼水出爐溫度為1540-1560。。；
[0023]2)熱處理工序:將斗齒鑄件以70-80°C /h的升溫速度加熱到600_680°C，保溫2h，再以60-70°C /h的升溫速度升溫至1040-1070°C，保溫2h后隨爐冷卻到920-940°C，再將斗齒鑄件加熱到9600C -9800C，采用水溶性淬火液冷卻，將淬火后的斗齒鑄件淬回火加熱到200°C，保溫時間為2-3小時后空氣冷卻。
[0024]實施例3:
[0025]—種低合金挖掘機斗齒，由以下百分比含量的成分組成:C 0.32%, Mn 1.2%,Si 1.2%, Cr 1.4%, V 1.0%, Ti 0.2%, W 0.63%, Ce 0.18%, Cu 0.28%, S 彡 0.03%,P^0.03%，余量為 Fe。
[0026]低合金挖掘機斗齒的制備方法包括鑄造工序和熱處理工序:
[0027]I)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、V、T1、W、Ce、Fe元素的原料進行熔煉，熔煉溫度為15 8 O -16 2 O °C，將熔煉后的鋼水澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件，鋼水出爐溫度為1540-1560。。；
[0028]2)熱處理工序:將斗齒鑄件以70-80°C /h的升溫速度加熱到600_680°C，保溫2h，再以60-70°C /h的升溫速度升溫至1040-1070°C，保溫2h后隨爐冷卻到920-940°C，再將斗齒鑄件加熱到9600C -9800C，采用水溶性淬火液冷卻，將淬火后的斗齒鑄件淬回火加熱到240°C，保溫時間為2-3小時后空氣冷卻。
[0029]綜上，本發(fā)明實施例中優(yōu)化了各組成成分之間的配比，使斗齒的配方更加合理，使斗齒中各元素產生協(xié)同作用，顯著提高斗齒的機械性能，使其具有高韌性、高硬度、高抗拉強度、高耐磨性，且將斗齒采用淬火熱處理之后，進一步改善了斗齒鑄件的微觀組織和性能，提高了其使用壽命，與現(xiàn)有技術中相比，使用壽命提高了 2-3倍左右。
[0030]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0031]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，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，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種低合金挖掘機斗齒，其特征在于，由以下百分比含量的成分組成:c0.27-0.32%, Μη 1.2-1.5%, Si 0.8-1.2%, Cr 1.4-1.7%, V 0.5-1.0%, Ti 0.2-0.3%,W 0.25-0.63%，Ce 0.18-0.25%, Cu 0.15_0.28%，余量為 Fe 及不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的低合金挖掘機斗齒，其特征在于，所述雜質中，S元素的百分比含量小于等于0.03%，P元素的百分比含量小于等于0.03%。3.如權利要求1所述的低合金挖掘機斗齒，其特征在于，由以下百分比含量的成分組成，C 0.3%, Μη 1.3%, Si 1.1%, Cr 1.5%, V 0.7%, Ti 0.25%, ff 0.58%, Ce 0.22%,Cu 0.21 %，余莖為Fe及不可避免的雜質。4.一種如權利要求1至3任意一項所述的低合金挖掘機斗齒的制備方法，其特征在于，包括鑄造工序和熱處理工序: 1)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、V、T1、W、Ce、Fe元素的原料進行熔煉，熔煉溫度為1580-1620°C，將熔煉后的鋼水澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件，鋼水出爐溫度為1540?1560。。； 2)熱處理工序:將斗齒鑄件以70-80°C/h的升溫速度加熱到600-680°C，保溫2h，再以60-70°C /h的升溫速度升溫至1040-1070°C，保溫2h后隨爐冷卻到920-940°C，再將斗齒鑄件加熱到960°C -980°C，采用水溶性淬火液冷卻，將淬火后的斗齒鑄件淬回火加熱到200°C -240°C，保溫時間為2-3小時后空氣冷卻。5.如權利要求4所述的低合金挖掘機斗齒制備方法，其特征在于，所述步驟2)中回火溫度為220 °C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低合金挖掘機斗齒，由以下百分比含量的成分組成：C？0.27-0.32％，Mn？1.2-1.5％，Si？0.8-1.2％，Cr？1.4-1.7％，V？0.5-1.0％，Ti？0.2-0.3％，W？0.25-0.63％，Ce？0.18-0.25％，Cu？0.15-0.28％，余量為Fe及不可避免的雜質，其制備方法包括鑄造工序和熱處理工序。本發(fā)明優(yōu)化了C、Mn、Si、Cr等成分的配比，使斗齒的配方更加合理，使斗齒中各元素產生協(xié)同作用，顯著提高斗齒的機械性能，使其具有高韌性、高硬度、高抗拉強度、高耐磨性，且將斗齒淬火熱處理之后，進一步改善了斗齒鑄件的微觀組織和性能，提高了其使用壽命，與現(xiàn)有技術中相比，使用壽命提高了2-3倍左右。
【IPC分類】C21D1/18, C22C38/28
【公開號】CN105349896
【申請?zhí)枴緾N201510726498
【發(fā)明人】仰明, 李和成
【申請人】安徽省三方新材料科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月28日