專利名稱：鏟齒及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鏟齒及其制備方法，尤其涉及一種裝載機用鏟齒及其制備方法。
背景技術：
裝載機鏟齒是裝載機上的重要部件，類似于人的牙齒，也是易損件。裝載機鏟齒直接與礦石作為作業對象，受到強烈的磨料磨損，受力復雜且周期變化，同時裝載機鏟齒在與礦石作業時還伴隨著高應力，其使用條件十分惡劣，因此對鏟齒的耐磨性要求較高，同時還要求具有較好的綜合機械性能。現有的鏟齒用耐磨鋼，例如ZGMn13材料，其固熔處理后硬度為HB170-210，具有良好的抗強沖擊能力，但其耐磨性主要來源于沖擊礦石而產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，熔煉工藝復雜。

發明內容
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種機械性能好，原材料成本低、熔煉工藝簡單，又能滿足裝載機特殊工作環境需求的鏟齒。本發明的目的可通過下列技術方案來實現一種鏟齒，其特所述鏟齒的組成成分及質量百分比為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。進一步地，所述雜質中，S元素的質量百分比小于等于0.025%，P元素的質量百分比小于等于0. 025%。進一步地，所述鏟齒的組成成分及質量百分比為(: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。本發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，淬火后保溫時間為2至4小時，回火溫度為220°C至250°C，回火后保溫時間為2至4小時。進一步地，所述熱處理工序中，回火溫度為230°C。本發明通過配置特定組分和質量百分比的原料，并通過特殊的熱處理工藝得到本發明鏟齒。其機械性能好、具有高硬度、高抗拉強度和高韌性，滿足裝載機特殊的工作環境需求。
具體實施例方式實施例一本實施例中鏟齒的組成成分和質量百分比為C :0. 29%, Mn :0. 90%, Si :0.8%, Cr :1.40%, B :0. 001%, Al :0. 02%，余量為佝。同時，由于S、P元素對鏟齒機械性能的不良影響，須保證S元素的質量百分比小于等于0. 025%, P元素的質量百分比小于等于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， 具有重要的固溶強化作用。Mn元素雖然在合金鋼中是促進奧氏體形成元素，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，雖然奧氏體穩定性下降，但是加工硬度能力顯著增強，耐磨性在高沖力作用下顯著提高，本實施中將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，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元素作為高熔點合金元素，加入到合金鋼中能凈化鋼的晶界，起到細化晶粒的作用，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，能強烈抑制和緩解過冷奧氏體的碳化物分解，提高奧氏體穩定性，其含量與Mn元素含量配合，能有效改善鏟齒的韌性，提高鏟齒的強度、屈服比和硬度。確定鏟齒的組成元素和質量百分比后，其制備工藝對最終形成的鏟齒的機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鑄造工藝即可，對鏟齒最終機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。本實施例為探討最佳回火溫度，對本實施例中鏟齒在不同回火溫度下熱處理并測試其機械性能，得到實驗結果如下表1 表 權利要求
1.一種鏟齒，其特征在于所述鏟齒的組成成分及質量百分比為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。
2.根據權利要求1所述的鏟齒，其特征在于所述雜質中，S元素的質量百分比小于等于0. 025%，P元素的質量百分比小于等于0. 025%。
3.根據權利要求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。
4.一種制備權利要求1至3任意一項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，淬火后保溫時間為2至4小時，回火溫度為220°C至250°C，回火后保溫時間為2至4小時。
5.根據權利要求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
本發明公開一種鏟齒及其制備方法，它解決了現有的鏟齒耐磨性能、沖擊性能不好的問題。本發明鏟齒的組成成分及其質量百分比為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。本發明的鏟齒機械性能好、具有高硬度、高抗拉強度和高韌性，滿足裝載機特殊的工作環境需求。
文檔編號C22C38/32GK102400051SQ20111036962
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月13日 優先權日2011年11月13日
發明者錢嘉镕新 申請人:寧波嘉達精密鑄造有限公司