一種鉻鉬鎳合金鋼鏟齒及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉻鉬鎳合金鋼鏟齒及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]磨損是機械產(chǎn)品常見的失效形式，每年給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失。鏟齒是挖掘機上的主要的磨耗件之一，消耗量很大，且每年有相當(dāng)數(shù)量的鏟齒需要進口。鏟齒的實際工況條件非常惡劣，在接觸物料時不僅受到磨損作用，還要承受一定的沖擊載荷。
[0003]傳統(tǒng)鏟齒材料為高錳鋼(Mnl3)，該鋼的耐磨性是通過使用過程中的高沖擊力作用下產(chǎn)生的加工硬化獲得的，材料本身的耐磨性不理想，原材料和熱處理成本比較高，熔煉工藝復(fù)雜；而且高錳鋼的屈服強度較低，在沖擊、擠壓條件下易發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致脆性開裂，有時還會造成組合式鏟齒拆卸困難。因此，研制出一種綜合性能穩(wěn)定、耐磨性能強的鏟齒，具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004](一)解決的技術(shù)問題
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種鉻鉬鎳合金鋼鏟齒及其制備工藝，該鏟齒機械性能好，具有高抗沖擊力、耐磨性和高韌性，使用壽命長，且成本低廉，制造工藝簡單，適合大批量生產(chǎn)。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0008]—種鉻鉬鎳合金鋼鏟齒，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下:C:0.3?0.5%、Mn:0.53 ?1.19%、Cr:1.9 ?2.82%、S1:0.52 ?0.78%、Mo:0.25 ?0.43%、Ni:0.63 ?1.26 %、B:0.03 ?0.05 %、Cu:0.03 ?0.06 %、T1:0.18 ?0.27 %、Re:0.04 ?0.06%、S:彡 0.04%, P..( 0.04% ;余量為 Fe。
[0009]優(yōu)選的，所述鉻鉬鎳合金鋼鏟齒含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下:C:0.4 ?(λ 5%、Μη:0.6 ?L 19%、Cr:1.9 ?2.7%、Si:0.6 ?(λ 78%、Mo:0.3 ?(λ 43%、Ni:0.7 ?1.26%,B:0.03 ?0.04%^Cu:0.03 ?0.05%、T1:0.18 ?0.25%、Re:0.04 ?0.05%、S:彡 0.04%, Ρ..( 0.04% ;余量為 Fe。
[0010]優(yōu)選的，所述鉻鉬鎳合金鋼鏟齒含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下:C:0.4%、Mn:0.83%、Cr:2.31%、S1:0.62%、Mo:0.36%、N1:0.98%、B:0.04%^Cu:0.05%、Ti:0.22%、Re:0.04%、S:0.03%、P:0.03% ;余量為 Fe。
[0011]優(yōu)選的，所述鉻鉬鎳合金鋼鏟齒含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比如下:C:0.45%、Μη:0.92%^Cr:2.1%、Si:0.71%、Mo:0.4%、N1:L 12%、B:0.03%^Cu:0.05%、Ti:0.2%、Re:0.05%、S:0.02%, P:0.04% ;余量為 Fe。
[0012]—種鉻鉬鎳合金鋼鏟齒的制備工藝，包括如下步驟:
[0013]S1、按組成原料的重量百分比稱取 C、Mn、Cr、S1、Mo、N1、B、Cu、T1、Re、S、P 和 Fe,然后加入中頻感應(yīng)電爐熔煉，至1500°C -1650°C出爐；
[0014]S2、將鋼液澆入放置有鏟齒模具、釩板和碳源的砂型內(nèi)，待鋼液冷卻凝固后，取出鑄件，清砂處理，獲得鏟斗斗前臂牙床為合金鋼基體，鏟齒齒尖部分為低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼與釩板的復(fù)合體，采用消失模真空吸鑄工藝，將上述鋼液澆入上述放置有鏟齒模具、釩板和外部碳源的砂型內(nèi)，澆注溫度控制在1500-1560°C，澆注時間為15-50秒為宜，一分鐘后，在冒口補澆，室溫冷卻；
[0015]S3、將澆注完得到的鏟齒復(fù)合體放入具有保護氣氛的保溫爐內(nèi)保溫，最后隨爐冷卻至室溫，從而在鏟齒齒前端工作部位的表面形成梯度復(fù)合涂層，而鏟齒基體仍為合金鋼基體，并清理打磨；
[0016]S4、將襯鏟齒整體正火、回火后，出爐空冷，其中正火溫度為860?960 °C，回火溫度為600?650。。；
[0017]S5、采用感應(yīng)發(fā)生器對鏟齒齒尖進行感應(yīng)淬火，淬火溫度為850?920°C，保溫10?15s后，進行水冷；
[0018]S6、將鏟齒回火，回火溫度為200?250°C，保溫4?6h后，出爐空冷，即完成鏟齒的制備。
[0019]優(yōu)選的，步驟S5所述淬火溫度為880?900 °C。
[0020](三)有益效果
[0021]本發(fā)明提供的鉻鉬鎳合金鋼鏟齒，各合金元素比例合理，特別是關(guān)鍵合金元素鉻、鉬、鎳的比例合理，保證了合金鋼的抗沖擊性及耐磨性；并通過合理的熔煉、造型、澆鑄等加工工藝，讓鉻鉬鎳合金鋼鏟齒具有良好的機械性能，保持了很高的力學(xué)性能，通過改進生產(chǎn)工藝和熱處理，與現(xiàn)有技術(shù)中的鏟齒相比，具有高強度、高耐磨、韌性好、壽命長特點的同時，大幅降低了生產(chǎn)成本，可以批量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明實施例的目的、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，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。
[0023]實施例1:
[0024]本實施例鉻鉬鎳合金鋼鏟齒，該鏟齒中各化學(xué)組分的重量百分比為:C:0.3%,Mn:0.53 %、Cr: 1.9 %、S1:0.52 %、Mo:0.25 %、N1:0.63 %、B:0.03 %、Cu:0.03 %、T1:0.18%、Re:0.04%、S:0.04%, P:0.04% ;余量為 Fe。
[0025]按照本實施例原料中各化學(xué)組分的重量百分比，制備方法包括以下步驟:
[0026]S1、按組成原料的重量百分比稱取 C、Mn、Cr、S1、Mo、N1、B、Cu、T1、Re、S、P 和 Fe,然后加入中頻感應(yīng)電爐熔煉，至1500°C -1650°C出爐；
[0027]S2、將鋼液澆入放置有鏟齒模具、釩板和碳源的砂型內(nèi)，待鋼液冷卻凝固后，取出鑄件，清砂處理，獲得鏟斗斗前臂牙床為合金鋼基體，鏟齒齒尖部分為低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼與釩板的復(fù)合體，采用消失模真空吸鑄工藝，將上述鋼液澆入上述放置有鏟齒模具、釩板和外部碳源的砂型內(nèi)，澆注溫度控制在1500-1560°C，澆注時間為15-50秒為宜，一分鐘后，在冒口補澆，室溫冷卻；
[0028]S3、將澆注完得到的鏟齒復(fù)合體放入具有保護氣氛的保溫爐內(nèi)保溫，最后隨爐冷卻至室溫，從而在鏟齒齒前端工作部位的表面形成梯度復(fù)合涂層，而鏟齒基體仍為合金鋼基體，并清理打磨；
[0029]S4、將襯鏟齒整體正火、回火后，出爐空冷，其中正火溫度為860?960°C，回火溫度為600?650。。；
[0030]S5、采用感應(yīng)發(fā)生器對鏟齒齒尖進行感應(yīng)淬火，淬火溫度為850?920°C，保溫10?15s后，進行水冷；
[0031]S6、將鏟齒回火，回火溫度為200?250°C，保溫4?6h后，出爐空冷，即完成鏟齒的制備。
[0032]實施例2:
[0033]本實施例鉻鉬鎳合金鋼鏟齒，該鏟齒中各化學(xué)組分的重量百分比為:C:0.45%,Μη:0.92 %、Cr:2.1 %、S1:0.71 %、Mo:0.4 %、N1:1.12 %、B:0.03 %、Cu:0.05 %、T1:0.2%、Re:0.05%、S:0.02%、P:0.04% ;余量為 Fe。
[0034]按照本實