專利名稱：鏟齒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏟齒及其制備方法，尤其涉及一種裝載機(jī)用鏟齒及其制備方法。
背景技術(shù)：
裝載機(jī)鏟齒是裝載機(jī)上的重要部件，類似于人的牙齒，也是易損件。裝載機(jī)鏟齒直接與礦石作為作業(yè)對(duì)象，受到強(qiáng)烈的磨料磨損，受力復(fù)雜且周期變化，同時(shí)裝載機(jī)鏟齒在與礦石作業(yè)時(shí)還伴隨著高應(yīng)力，其使用條件十分惡劣，因此對(duì)鏟齒的耐磨性要求較高，同時(shí)還要求具有較好的綜合機(jī)械性能?，F(xiàn)有的鏟齒用耐磨鋼，例如ZGMn13材料，其固熔處理后硬度為HB170-210，具有良好的抗強(qiáng)沖擊能力，但其耐磨性主要來(lái)源于沖擊礦石而產(chǎn)生的表面層加工硬化，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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種機(jī)械性能好，原材料成本低、熔煉工藝簡(jiǎn)單，又能滿足裝載機(jī)特殊工作環(huán)境需求的鏟齒。本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種鏟齒，其特所述鏟齒的組成成分及質(zhì)量百分比為C 0. 29 % -0. 33 %, Mn :0. 90 % -1. 40%, Si :0. 8 % -1. 20 %, Cr 1. 40% -1. 70%, B 0. 001% -0. 005%, Al :0. 02% -0. 06%，余量為 Fe 以及不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，所述雜質(zhì)中，S元素的質(zhì)量百分比小于等于0.025%，P元素的質(zhì)量百分比小于等于0. 025%。進(jìn)一步地，所述鏟齒的組成成分及質(zhì)量百分比為(:0. %, Mn :1.2%, Si 1. 0%, Cr 1. 50%, B :0. 003%, Al :0. 03%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還提供一種上述鏟齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序，所述熱處理工序中，淬火溫度為900°C，淬火后保溫時(shí)間為2至4小時(shí)，回火溫度為220°C至250°C，回火后保溫時(shí)間為2至4小時(shí)。進(jìn)一步地，所述熱處理工序中，回火溫度為230°C。本發(fā)明通過(guò)配置特定組分和質(zhì)量百分比的原料，并通過(guò)特殊的熱處理工藝得到本發(fā)明鏟齒。其機(jī)械性能好、具有高硬度、高抗拉強(qiáng)度和高韌性，滿足裝載機(jī)特殊的工作環(huán)境需求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例中鏟齒的組成成分和質(zhì)量百分比為C :0. 29%, Mn :0. 90%, Si :0.8%, Cr :1.40%, B :0. 001%, Al :0. 02%，余量為佝。同時(shí)，由于S、P元素對(duì)鏟齒機(jī)械性能的不良影響，須保證S元素的質(zhì)量百分比小于等于0. 025%, P元素的質(zhì)量百分比小于等于0. 025%。C元素作為合金鋼的基本元素，其與Fe、Mn形成碳化物，提高鋼的硬度和耐磨性， 具有重要的固溶強(qiáng)化作用。Mn元素雖然在合金鋼中是促進(jìn)奧氏體形成元素，因此通常Mn元素含量都較高，在 10%以上。然而，在保證奧氏體組織前提下，隨著Mn元素含量的降低，雖然奧氏體穩(wěn)定性下降，但是加工硬度能力顯著增強(qiáng)，耐磨性在高沖力作用下顯著提高，本實(shí)施中將Mn含量降低到0. 90%，既保證了奧氏體組織，又能大幅提高鏟齒的耐磨性。在合金鋼中加入Cr元素能改變鋼中碳化物彌散分布形態(tài)，獲得以Cr23C6為主的粒狀碳化物，使其彌散分布于奧氏基體上。本實(shí)施例中加入1. 40%的Cr元素能有效提高鏟齒耐磨性能2倍以上。B元素作為高熔點(diǎn)合金元素，加入到合金鋼中能凈化鋼的晶界，起到細(xì)化晶粒的作用，加入0. 001%的B元素能提高耐磨性能15% -20%.Al元素主要用于在合金熔煉過(guò)程中的脫氧和除氣作用，能凈化鋼液。Si元素溶解于鐵素體中，能強(qiáng)烈抑制和緩解過(guò)冷奧氏體的碳化物分解，提高奧氏體穩(wěn)定性，其含量與Mn元素含量配合，能有效改善鏟齒的韌性，提高鏟齒的強(qiáng)度、屈服比和硬度。確定鏟齒的組成元素和質(zhì)量百分比后，其制備工藝對(duì)最終形成的鏟齒的機(jī)械性能也有較大影響。鏟齒的制備工藝包括鑄造工序和熱處理工序，其中鑄造工序采用常規(guī)鑄造工藝即可，對(duì)鏟齒最終機(jī)械性能影響最大的為熱處理工序。熱處理工序包括淬火升溫、保溫后回火、回火后空冷的步驟。本實(shí)施例為探討最佳回火溫度，對(duì)本實(shí)施例中鏟齒在不同回火溫度下熱處理并測(cè)試其機(jī)械性能，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1 表 權(quán)利要求
1.一種鏟齒，其特征在于所述鏟齒的組成成分及質(zhì)量百分比為c :0. 29% -0. 33%, Mn :0. 90 % -1. 40%, Si :0. 8% -1. 20%, Cr 1. 40% -1. 70%, B 0. 001 % -0. 005 %, Al 0. 02% -0. 06%，余量為！^以及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏟齒，其特征在于所述雜質(zhì)中，S元素的質(zhì)量百分比小于等于0. 025%，P元素的質(zhì)量百分比小于等于0. 025%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏟齒，其特征在于所述鏟齒的組成成分及質(zhì)量百分比為C 0. 31%,Mn 1. 2%,Si :1. 0%,Cr :1. 50%,B :0. 003%,Al :0. 03%，余量為 Fe 以及不可避免的雜質(zhì)。
4.一種制備權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述鏟齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序，其特征在于所述熱處理工序中，淬火溫度為900°C，淬火后保溫時(shí)間為2至4小時(shí)，回火溫度為220°C至250°C，回火后保溫時(shí)間為2至4小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述熱處理工序中，回火溫度為 230 °C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種鏟齒及其制備方法，它解決了現(xiàn)有的鏟齒耐磨性能、沖擊性能不好的問(wèn)題。本發(fā)明鏟齒的組成成分及其質(zhì)量百分比為C0.29％-0.33％，Mn0.90％-1.40％，Si0.8％-1.20％，Cr1.40％-1.70％，B0.001％-0.005％，Al0.02％-0.06％，余量為Fe。本發(fā)明還提供一種制備上述鏟齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序。本發(fā)明的鏟齒機(jī)械性能好、具有高硬度、高抗拉強(qiáng)度和高韌性，滿足裝載機(jī)特殊的工作環(huán)境需求。
文檔編號(hào)C22C38/32GK102400051SQ20111036962
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月13日
發(fā)明者錢嘉镕新 申請(qǐng)人:寧波嘉達(dá)精密鑄造有限公司