一種松土機上的合金松土齒及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種松土機上的合金松土齒及其制造方法，包括齒尖和后座兩部分，齒尖前端呈梯形，最前端的厚度最薄，齒尖后端為防托塊，所述齒尖后端與后座鑄造連接，齒尖的材料為合金鋼，后座的材料為蠕墨鑄鐵，本發(fā)明改變了原來整體鑄造的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了稀有合金的用量，降低了生產(chǎn)成本，同時采用科學(xué)的制造方法和熱處理，制造出一種高強度和良好的耐磨性以及韌性好的松土齒，解決了不耐磨問題，使用壽命提高2-2.8倍，減少了更換費用。
【專利說明】一種松土機上的合金松土齒及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種松土機上的合金松土齒及制造方法，通過改進結(jié)構(gòu)，合理化的材料構(gòu)成，全新的制造方法和熱處理工藝形成的一種高強度松土齒。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在使用的松土機上的松土齒的材料一般為高錳鋼，在高溫下呈單相奧氏體組織，具有很好的韌性，在沖擊載荷作用下因表面層加工硬化而具有高耐磨性。但這種鋼在沖擊力不大的環(huán)境里工作時，起始硬度低，耐磨性能較差，使用時表面常出現(xiàn)各種變形，造成表面磨損而脫落，松土齒使用壽命短，需要頻繁更換，增加成本，降低工作效率，造成大量的經(jīng)濟損失，而且松土機上的松土齒大都是整體鑄造而成，要使松土齒達(dá)到高強度、耐磨、韌性好就必須加入大量的稀有金屬，生產(chǎn)成本高，實際上松土機工作時起作用的只是松土齒的前一段，后面一段使用、磨損、更換不是很多，松土齒損壞頻繁更換造成很大的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種松土機上的合金松土齒及制造方法，制造出一種生產(chǎn)成本低，使用壽命長的松土齒。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種松土機上的合金松土齒，包括齒尖和后座兩部分，齒尖前端呈梯形，最前端的厚度最薄，齒尖后端為防托塊，所述齒尖后端與后座鑄造連接，齒尖的材料為合金鋼，后座的材料為螺墨鑄鐵。
[0005]作為本發(fā)明的一種改進，所述防托塊呈圓弧形。
[0006]進一步地，所述齒尖的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:0.3-0.55%，S1:0.85-1.3%，Mn:1.5-1.9%, Nb:0.06-0.1%，Mo:0.15-0.25%, N1:0.15-0.3%, Cr:1.5-2.1%，Al:0.09-0.15%,Nd:0.015-0.028%, B:0.003-0.007%, S: ≤ 0.025%, P: ≤ 0.025%,其余為 Fe，后座的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:2.6-3.6%, Si:1.7-2.3%, Mn:0.3-0.6%, Cr:0.35-0.5%, Cu:0.3-0.65%, S 0.02%, P:≤ 0.02%，其余為 Fe。
[0007]一種上述松土齒的制造方法，包括以下工藝步驟:
[0008]1、齒尖的制作方法:
[0009]a、將制作齒尖的原料加入轉(zhuǎn)爐或者中頻感應(yīng)電爐進行熔煉；
[0010]b、鋼水出鋼溫度約為1530-1570 °C，加入稀土合金，攪拌2_3分鐘后，將1490°C -1520 °C的合金鋼鋼水澆鑄于齒尖樹脂模具中，澆注成齒尖，自然冷卻到1280-1320°C，保溫0.5-1小時，緩冷到室溫脫模；
[0011]C、齒尖熱處理:將齒尖放入加熱爐，升溫至750-830°C，保溫2_3h，再升溫至960-10200C，保溫2-3h，緩冷到650_700°C，出爐自然冷卻到室溫，將齒尖機加工成型，放入淬火爐，升溫至880-930°C，保溫2-4h，出爐水淬，水溫控制在30_50°C，冷卻到室溫，放入電爐中升溫至150-220°C進行低溫回火處理，保溫3-5h，出爐空冷；
[0012]2、后座的制作方法:[0013]a、將制作后座的原料加入中頻感應(yīng)電爐進行熔煉，熔煉溫度1220-1280°C，保溫1-1.5小時，進行孕育處理，形成鐵液；
[0014]b、將加工好的齒尖升溫到400-500°C，固定于樹脂模具的底部，將鐵液澆注入已固定好齒尖的模具中，緩冷到室溫脫模；
[0015]C、將后座放入爐中加熱至820_900°C，保溫2_4小時后，從爐中取出在空氣中噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻至500-550°C，水冷至室溫。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:本發(fā)明所述的一種松土機上的合金松土齒及制造方法，改變了原來松土齒的結(jié)構(gòu)，分為齒尖和后座兩部分，齒尖的材料為合金鋼，后座的材料為蠕墨鑄鐵，改變了原來整體鑄造的結(jié)構(gòu)，節(jié)約了稀有合金的用量，降低了生產(chǎn)成本，同時，仍然保持了很高的力學(xué)性能，齒尖和后座的結(jié)合處增加了防托塊，所述防托塊與后座鑄造連接，增加了齒尖與后座之間的接觸面積，提高了齒尖與后座的結(jié)合力，降低了齒尖脫落的可能；采用科學(xué)的制造方法和熱處理，制造出一種高強度和良好的耐磨性以及韌性好的松土齒，解決了不耐磨問題，使用壽命提高2-2.8倍，減少了更換費用。
[0017]為了克服原來松土齒在沖擊力不大的環(huán)境里工作時，起始硬度低，耐磨性能較差，使用壽命低的缺點，通過使用了特定成份及其含量稀有金屬，使松土齒具有高強度、耐磨、韌性好，將碳含量提高到0.3-0.55%，可以補償高錳鋼的不足，提高鑄件的致密性，增加松土齒在常溫以及沖擊力不大的環(huán)境里的耐磨性，采用微合金化原理，在原有高錳鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)添加Nb、Mo、N1、Cr、Al、Nd、B元素,形成高熔點化合物,達(dá)到細(xì)化晶粒來達(dá)到要求，經(jīng)測試,加入0.06-0.1%的鈮能夠減少工件內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的幾率，增加工作過程中的材質(zhì)穩(wěn)定性，使松土齒使用壽命延長，控制Mo:0.15-0.25%，N1:0.15-0.3%，Cr:1.5-2.1%，結(jié)合新的制造方法，能夠到一種馬氏體多元合金鋼，具有高強度和良好的耐磨性，加入0.09-0.15%的鋁能夠減少合金鋼中的氧含量，細(xì)化晶粒，使合金鋼在合理的熱處理以后具有更高的沖擊韌性，添加0.015-0.028%的Nd和0.003-0.007%B復(fù)合微合金化，更加細(xì)化奧氏體晶粒，可以適應(yīng)高沖擊工況，擴大了松土齒可以應(yīng)用的范圍。
[0018]本發(fā)明中的熱 處理過程將鑄態(tài)馬氏體變成回火馬氏體，由于齒尖和后座在使用時受力不同，對硬度要求也不同，為保證齒尖的耐磨度和高強度，采用高溫淬火，水淬，低溫回火的方法，使表層得到一定厚度的高硬度馬氏體，可大幅降低齒尖的磨損速度，提高使用壽命；后座采用正火工藝，能夠細(xì)化鑄件晶粒，均勻組織，提高鑄件的硬度和韌性，減少內(nèi)應(yīng)力，使后座能夠承受沖擊力更大，不會變形、開裂。
[0019]經(jīng)測試，下表為松土齒齒尖的機械性能指標(biāo)
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種松土機上的合金松土齒，其特征在于:包括齒尖和后座兩部分，齒尖前端呈梯形，最前端的厚度最薄，齒尖后端為防托塊，所述齒尖后端與后座鑄造連接，齒尖的材料為合金鋼，后座的材料為螺墨鑄鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種松土機上的合金松土齒，其特征在于:所述防托塊呈圓弧形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種松土機上的合金松土齒，其特征在于:所述齒尖的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:c:0.3-0.55%, Si:0.85-1.3%, Mn:1.5-1.9%, Nb:0.06-0.1%，Mo:0.15-0.25%, Ni:0.15-0.3%, Cr:1.5-2.1%，Al:0.09-0.15%, Nd:0.015-0.028%, B:0.003-0.007%, S:≤0.025%, P:≤0.025%，其余為Fe，后座的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:2.6-3.6%, Si:1.7-2.3%, Mn:0.3-0.6%, Cr:0.35-0.5%, Cu:0.3-0.65%, S: ^ 0.02%, P:(0.02%，其余為 Fe。
4.一種權(quán)利要求1所述松土齒的制造方法，其特征在于:包括以下工藝步驟: (O齒尖的制作方法: a、將制作齒尖的原料加入轉(zhuǎn)爐或者中頻感應(yīng)電爐進行熔煉； b、鋼水出鋼溫度約為1530-1570°C，加入稀土合金，攪拌2_3分鐘后，將1490°C-1520°C的合金鋼鋼水澆鑄于齒尖樹脂模具中，澆注成齒尖，自然冷卻到1280-1320°C，保溫0.5-1小時，緩冷到室溫脫模； C、齒尖熱處理:將齒尖放入加熱爐，升溫至750-830°C，保溫2-3h，再升溫至960-1020°C，保溫2-3h，緩冷到650-700°C，出爐自然冷卻到室溫，將齒尖機加工成型，放入淬火爐，升溫至880-930°C，保溫2-4h，出爐水淬，水溫控制在30_50°C，冷卻到室溫，放入電爐中升溫至150-220°C進行低溫回火處理，保溫3-5h，出爐空冷； (2)后座的制作方法: a、將制作后座的原料加入中頻感應(yīng)電爐進行熔煉，熔煉溫度1220-1280°C，保溫1-1.5小時，進行孕育處理，形成鐵液； b、將加工好的齒尖升溫到400-500°C，固定于樹脂模具的底部，將鐵液澆注入已固定好齒尖的模具中，緩冷到室溫脫模； C、將后座放入爐中加熱至820-900°C，保溫2-4小時后，從爐中取出在空氣中噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻至500-550°C，水冷至室溫。
【文檔編號】A01B33/10GK103736976SQ201310572942
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】蔣玉俊 申請人:東南大學(xué)