專利名稱：挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種挖掘機斗齒用低碳多元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中大量消耗的易損件，工作條件惡劣，失效方式多數為磨損，少數發生斷裂。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耐磨材料，仍是當前需要進一步解決的問題。

發明內容
本發明為了解決現有技術的問題，提供一種掘挖機斗齒用低碳多元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。本發明采用的技術方案如下:
挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼中各化學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。挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼的生產工藝，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電爐內進行熔煉，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 /小時將鑄件加熱至700-720°C，保溫1_2小時，再以100_120°C /小時加熱至1050-1150°C，保溫4-5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，水淬，出水后立即裝爐回火，在210_220°C回火3-4小時，斗齒吊出空冷；
(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，進行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。本發明的有益效果:
本發明采用Mo、Cu、T1、N1、Y、Ce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量、大小和形態分布，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。本發明合金鋼與現有的高錳鋼相比，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，提高了勞動生產率和設備利用率，降低了生產成本。
具體實施例方式挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼中各化學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。挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼的生產工藝，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電爐內進行熔煉，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 /小時將鑄件加熱至720°C，保溫I小時，再以120°C /小時加熱至1150°C，保溫4小時，最后以40°C /小時冷卻至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，水淬，出水后立即裝爐回火，在220°C回火3小時，斗齒吊出空冷；
(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，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: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。力學性能為:抗拉強度1640MPa，屈服強度1160MPa，伸長率12%，斷面收縮率51%，無缺口沖擊韌性 22J/cm2。
權利要求
1.一種挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼，其特征在于，其各化學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。
2.一種如權利要求1所述的挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼的生產工藝，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 /小時將鑄件加熱至700-720°C，保溫1_2小時，再以100_120°C /小時加熱至1050-1150°C，保溫4-5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，水淬，出水后立即裝爐回火，在210_220°C回火3-4小時，斗齒吊出空冷； 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，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
本發明公開了一種挖掘機斗齒用低碳多元合金鋼，其各化學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。本發明采用Mo、Cu、Ti、Ni、Y、Ce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量、大小和形態分布，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C21D8/00GK103074549SQ201210503598
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月1日 優先權日2012年12月1日
發明者呂忠發 申請人:滁州恒昌機械制造有限公司