專利名稱：挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼及其生產(chǎn)工藝，屬于合金鋼制造工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)斗齒是在采掘作業(yè)中大量消耗的易損件，工作條件惡劣，失效方式多數(shù)為磨損，少數(shù)發(fā)生斷裂。斗齒一般裝在挖掘機(jī)鏟斗的前端，系懸臂梁構(gòu)件，直接與礦石、砂土、巖石等物料接觸。在接觸物料時(shí)，既承受沖擊作用，又承受彎矩作用。服役過程中，斗齒尖部受到較大的沖擊滑動(dòng)磨粒磨損，尖部表面常出現(xiàn)各式犁溝、變形，造成表面磨損或脫落。國(guó)內(nèi)斗齒材料最常用的為高錳鋼，它存在著使用壽命低，抗斷裂能力差的問題。在我國(guó)，每年斗齒消耗量很大。如何提高斗齒的使用壽命，研制出生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、使用可靠、價(jià)廉物美的新型斗齒耐磨材料，仍是當(dāng)前需要進(jìn)一步解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種掘挖機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼及其生產(chǎn)工藝，提高斗齒的韌性、耐磨性以及抗沖擊性，從而延長(zhǎng)斗齒的使用壽命。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼中各化學(xué)組分的重量百分比為:c 0.20-0.26%、
Si0.4-0.6%、Mn 0.6-1.2%、Cr 0.5-0.8%、Mo 0.4-0.6%、Cu 0.2-0.3%、Ni 0.8-1.5%、Ti
0.08-0.12%、Y 0.04-0.06%、Ce 0.02-0.04%、P 彡 0.02%、S 彡 0.02%,余量為鐵和雜質(zhì)。挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(I)熔煉與燒鑄
按上述配比將煉鋼原料加入中頻感應(yīng)電爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，出鋼溫度為1620-1650°c，然后采用樹脂砂模鑄造，澆注溫度為1540-1560°C，澆完后保溫30-40min，鑄件緩冷到室溫脫模；
(2)退火處理
先以60-80°C /小時(shí)將鑄件加熱至700-720°C，保溫1_2小時(shí)，再以100_120°C /小時(shí)加熱至1050-1150°C，保溫4-5小時(shí)，最后以40_50°C /小時(shí)冷卻至850_880°C，出爐空冷； (3)鍛軋
開軋溫度控制在940-960°C，終軋溫度控制在850-90(TC，每道次壓下率控制在25-35% ；
(4)淬火回火
淬火溫度880-91 (TC，保溫4-5小時(shí)，水淬，出水后立即裝爐回火，在210_220°C回火3-4小時(shí)，斗齒吊出空冷；
(5)噴丸、拋光處理
淬火回火后，進(jìn)行噴丸處理可以形成表面壓應(yīng)力層，改變淬火回火處理后的表面拉應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用Mo、Cu、T1、N1、Y、Ce等多元微量元素進(jìn)行微合金化處理，可以增加形核，進(jìn)一步細(xì)化晶粒，有效的控制碳化物的數(shù)量、大小和形態(tài)分布，變質(zhì)夾渣，提高冶金質(zhì)量和綜合耐磨性能，最大限度提高合金鋼的綜合性能和使用壽命。本發(fā)明采用了合理的熱處理工藝，合適的退火處理和淬火回火，使合金鋼的硬度性能和耐沖擊性能都有顯著提高。本發(fā)明合金鋼與現(xiàn)有的高錳鋼相比，具有更高的耐磨性、強(qiáng)韌性以及抗沖擊性。使用本發(fā)明合金鋼，可以保證挖掘機(jī)能正常進(jìn)行工作，防治早期脆斷，減少停機(jī)和維修次數(shù)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼中各化學(xué)組分的重量百分比為:C
0.20-0.26%、Si 0.4-0.6%、Mn 0.6-1.2%、Cr 0.5-0.8%、Mo 0.4-0.6%、Cu 0.2-0.3%、Ni
0.8-1.5%、Ti 0.08-0.12%、Y 0.04-0.06%、Ce 0.02-0.04%、P 彡 0.02%、S 彡 0.02%,余量為
鐵和雜質(zhì)。挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(I)熔煉與燒鑄
按上述配比將煉鋼原料加入中頻感應(yīng)電爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，出鋼溫度為1640°c，然后采用樹脂砂模鑄造，澆注溫度為1550°C，澆完后保溫30min，鑄件緩冷到室溫脫模；
(2)退火處理
先以80°C /小時(shí)將鑄件加熱至720°C，保溫I小時(shí)，再以120°C /小時(shí)加熱至1150°C，保溫4小時(shí)，最后以40°C /小時(shí)冷卻至860°C，出爐空冷；
(3)鍛軋
開軋溫度控制在950°C，終軋溫度控制在850°C，每道次壓下率控制在30% ；
(4)淬火回火
淬火溫度890°C，保溫5小時(shí)，水淬，出水后立即裝爐回火，在220°C回火3小時(shí)，斗齒吊出空冷；
(5)噴丸、拋光處理
淬火回火后，進(jìn)行噴丸處理可以形成表面壓應(yīng)力層，改變淬火回火處理后的表面拉應(yīng) 力狀態(tài)，進(jìn)行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)物化學(xué)成分為:C0.22%、Si 0.53%、Mn 0.96%、Cr 0.65%、Mo 0.48%、Cu
0.24%,Ni1.26%,Ti 0.09%、Y 0.05%,Ce 0.03%,P 0.013%, S 0.012%，余量為鐵和雜質(zhì)。力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度1640MPa，屈服強(qiáng)度1160MPa，伸長(zhǎng)率12%，斷面收縮率51%，無缺口沖擊韌性 22J/cm2。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼，其特征在于，其各化學(xué)組分的重量百分比為:C 0.20-0.26%、Si 0.4-0.6%、Mn 0.6-1.2%、Cr 0.5-0.8%、Mo 0.4-0.6%、Cu 0.2-0.3%、Ni0.8-1.5%、Ti 0.08-0.12%、Y 0.04-0.06%、Ce 0.02-0.04%、P 彡 0.02%、S 彡 0.02%,余量為鐵和雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)熔煉與燒鑄 按上述配比將煉鋼原料加入中頻感應(yīng)電爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，出鋼溫度為1620-1650°C，然后采用樹脂砂模鑄造，澆注溫度為1540-1560°C，澆完后保溫30-40min，鑄件緩冷到室溫脫模； (2)退火處理 先以60-80°C /小時(shí)將鑄件加熱至700-720°C，保溫1_2小時(shí)，再以100_120°C /小時(shí)加熱至1050-1150°C，保溫4-5小時(shí)，最后以40_50°C /小時(shí)冷卻至850_880°C，出爐空冷； (3)鍛軋 開軋溫度控制在940-960°C，終軋溫度控制在850-90(TC，每道次壓下率控制在25-35% ； (4)淬火回火 淬火溫度880-91 (TC，保 溫4-5小時(shí)，水淬，出水后立即裝爐回火，在210_220°C回火3-4小時(shí)，斗齒吊出空冷； 噴丸、拋光處理 (5)淬火回火后，進(jìn)行噴丸處理可以形成表面壓應(yīng)力層，改變淬火回火處理后的表面拉應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)斗齒用低碳多元合金鋼，其各化學(xué)組分的重量百分比為C0.20-0.26%、Si0.4-0.6%、Mn0.6-1.2%、Cr0.5-0.8%、Mo0.4-0.6%、Cu0.2-0.3%、Ni0.8-1.5%、Ti0.08-0.12%、Y0.04-0.06%、Ce0.02-0.04%、P≤0.02%、S≤0.02%，余量為鐵和雜質(zhì)。本發(fā)明采用Mo、Cu、Ti、Ni、Y、Ce等多元微量元素進(jìn)行微合金化處理，可以增加形核，進(jìn)一步細(xì)化晶粒，有效的控制碳化物的數(shù)量、大小和形態(tài)分布，變質(zhì)夾渣，提高冶金質(zhì)量和綜合耐磨性能，最大限度提高合金鋼的綜合性能和使用壽命。本發(fā)明采用了合理的熱處理工藝，合適的退火處理和淬火回火，使合金鋼的硬度性能和耐沖擊性能都有顯著提高。
文檔編號(hào)C21D8/00GK103074549SQ201210503598
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者呂忠發(fā) 申請(qǐng)人:滁州恒昌機(jī)械制造有限公司