專利名稱：挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼及其生產工藝，屬于合金鋼制造工藝技術領域。
背景技術：
挖掘機斗齒是在采掘作業(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鏟斗的前端，系懸臂梁構件，直接與礦石、砂土、巖石等物料接觸。在接觸物料時，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。國內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，每年斗齒消耗量很大。如何提高斗齒的使用壽命，研制出生產工藝簡便、使用可靠、價廉物美的新型斗齒高韌耐磨材料，仍是當前需要進一步解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術的問題，提供一種挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼及其生產工藝，提高斗齒的韌性、耐磨性以及抗沖擊性，從而延長斗齒的使用壽命。本發(fā)明采用的技術方案如下
一種挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼，其各化學組分的重量百分比為c O. 24-0. 28%, SiO. 6-1. 0%、Mn1. 2-1. 5%、Cr O. 6-1. 1%、Mo O. 3-0. 5%、V O. 05-0. 10%、B O. 004-0. 006%、TiO. 08-0. 12%、Ce O. 01-0. 025%、La O. 02-0. 03%、P 彡 O. 03%、S ( O. 03%，余量為鐵和雜質。挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼的生產工藝，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電爐內進行熔煉，出爐溫度為1650-1680°C，澆注溫度為1580-1620°C，抽真空至O. 4-0. 5Mpa，并采用熔模鑄造、真空振動澆注、鋼丸激冷復合澆鑄工藝，鑄件緩冷到室溫脫模；
(2)退火處理
先以60-80°C /小時將鑄件加熱至720-740°C，保溫2-3小時，再以100_120°C /小時加熱至1150-1250°C，保溫3-4小時，最后以40_50°C /小時冷卻至850_880°C，出爐空冷；
(3)鍛軋
開軋溫度控制在950-980°C，終軋溫度控制在860-890°C，每道次壓下率控制在30-35% ；
(4)淬火回火
先升溫至640-660°C，保溫1-2小時，再升溫至1050-1100°C，保溫3_4小時，出爐水淬，出水后立即裝爐回火，回火溫度為180-220°C，保溫3-4小時，出爐空冷；
(5)噴丸、拋光處理
淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態(tài)，進行拋光處理，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、V、T1、B、Ce、La等多元微量元素進行微合金化處理，可以增加形核，進一步細化晶粒，有效的控制碳化物的數(shù)量、大小和形態(tài)分布，變質夾渣，提高冶金質量和綜合耐磨性能，最大限度提高合金鋼的綜合性能和使用壽命。本發(fā)明采用的復合澆鑄工藝能顯著提高能顯著提高鑄件的密度和硬度、耐磨性及韌性等力學性能，振動的作用是抑制柱狀晶和枝晶生長，形成小的等軸晶，鋼丸激冷提高了鑄件的冷卻速度，減少鑄件的縮松縮孔缺陷，細化晶粒，提高鑄件的綜合性能。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、強韌性以及抗沖擊性。使用本發(fā)明合金鋼，可以保證挖掘機能正常進行工作，防治早期脆斷，減少停機和維修次數(shù)，提高了勞動生產率和設備利用率，降低了生產成本。
具體實施例方式—種挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼，其各化學組分的重量百分比為CO. 24-0. 28%、Si O. 6-1. 0%、Mn1. 2-1. 5%、Cr O. 6-1. 1%、Mo O. 3-0. 5%、V O. 05-0. 10%、BO. 004-0. 006%、Ti O. 08-0. 12%、Ce O. 01-0. 025%、La O. 02-0. 03%、P 彡 O. 03%、S 彡 O. 03%,
余量為鐵和雜質。挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼的生產工藝，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電爐內進行熔煉，出爐溫度為1680°c，澆注溫度為1600°C，抽真空至0.45Mpa，并采用熔模鑄造、真空振動澆注、鋼丸激冷復合澆鑄工藝，鑄件緩冷到室溫脫模；
(2)退火處理
先以80°C /小時將鑄件加熱至730°C，保溫3小時，再以120°C /小時加熱至1200°C，保溫4小時，最后以50°C /小時冷卻至860°C，出爐空冷；
(3)鍛軋
開軋溫度控制在960°C，終軋溫度控制在880°C，每道次壓下率控制在30% ；
(4)淬火回火
先升溫至650°C，保溫1. 5小時，再升溫至1050°C，保溫4小時，出爐水淬，出水后立即裝爐回火，回火溫度為210°C，保溫3小時，出爐空冷；
(5)噴丸、拋光處理
淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態(tài)，進行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。經檢驗，產物化學成分為CO. 25%、Si O. 88%、Mn1. 36%、Cr O. 85%、Mo O. 42%、VO. 08%,B O. 005%, Ti O. 11%、Ce O. 018%、La O. 024%,P O. 016%, S O. 014%，余量為鐵和雜質。力學性能為抗拉強度1724MPa，屈服強度1220MPa，伸長率14%，斷面收縮率53%，沖擊韌性24 J/cm2。
權利要求
1.一種挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼，其特征在于，其各化學組分的重量百分比為C O. 24-0. 28%、Si O. 6-1. 0%、Mn1. 2-1. 5%、Cr O. 6-1. 1%、Mo O. 3-0. 5%、V O. 05-0. 10%、BO. 004-0. 006%、Ti O. 08-0. 12%、Ce O. 01-0. 025%、La O. 02-0. 03%、P 彡 O. 03%、S 彡 O. 03%,余量為鐵和雜質。
2.一種如權利要求1所述的挖掘機斗齒用高韌耐磨合金鋼的生產工藝，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電爐內進行熔煉，出爐溫度為1650-1680°C，澆注溫度為1580-1620°C，抽真空至0.4-0. 5Mpa，并采用熔模鑄造、真空振動澆注、鋼丸激冷復合澆鑄工藝，鑄件緩冷到室溫脫模； (2)退火處理 先以60-80°C /小時將鑄件加熱至720-740°C，保溫2-3小時，再以100_120°C /小時加熱至1150-1250°C，保溫3-4小時，最后以40_50°C /小時冷卻至850_880°C，出爐空冷； (3)鍛軋 開軋溫度控制在950-980°C，終軋溫度控制在860-890°C，每道次壓下率控制在30-35% ； (4)淬火回火 先升溫至640-660°C，保溫1-2小時，再升溫至1050-1100°C，保溫3_4小時，出爐水淬，出水后立即裝爐回火，回火溫度為180-220°C，保溫3-4小時，出爐空冷； 噴丸、拋光處理 (5)淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態(tài)，進行拋光處理，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斗齒用高韌耐磨合金鋼，其各化學組分的重量百分比為C0.24-0.28%、Si0.6-1.0%、Mn1.2-1.5%、Cr0.6-1.1%、Mo0.3-0.5%、V0.05-0.10%、B0.004-0.006%、Ti0.08-0.12%、Ce0.01-0.025%、La0.02-0.03%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量為鐵和雜質。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、強韌性以及抗沖擊性。使用本發(fā)明合金鋼，可以保證挖掘機能正常進行工作，防治早期脆斷，減少停機和維修次數(shù)，提高了勞動生產率和設備利用率，降低了生產成本。
文檔編號C21D8/00GK103014515SQ20121050358
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月1日 優(yōu)先權日2012年12月1日
發(fā)明者呂忠發(fā) 申請人:滁州恒昌機械制造有限公司