一種矽錳鉻鉬低合金鋼挖掘機鬥齒及其生產工藝的製作方法

2023-06-10 19:45:06

一種矽錳鉻鉬低合金鋼挖掘機鬥齒及其生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種矽錳鉻鉬低合金鋼挖掘機鬥齒及其生產工藝，本發明挖掘機鬥齒所含的矽錳鉻鉬低合金鋼的成分（重量%）為：C:0.26-0.36、Si:0.80-1.20、Mn:0.80-1.20、Cr:1.00-1.30、Mo:0.30-0.40、P:≤0.02、S:≤0.02、0<Ni≤0.50，餘量為Fe。本發明生產工藝由鑄造工藝和熱處理工藝組成，其生產出來的矽錳鉻鉬低合金鋼挖掘機鬥齒為貝氏體結構，其力學性能好，硬度、韌性、耐磨性、抗拉強度高，使用壽命長。
【專利說明】一種矽錳鉻鉬低合金鋼挖掘機鬥齒及其生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種挖掘機鬥齒及其生產工藝，具體涉及一種矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]挖掘機鬥齒是挖掘機的重要部件，其在採掘過程中最易損壞的部件，易發生斷裂，目前國內常用的挖掘機鬥齒為高錳鋼，其加工工藝複雜，且耐磨性差。

【發明內容】

[0003]本發明針對上述現有挖掘機鬥齒耐磨性差，易損換的問題，提供一種矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒及其生產工藝，加工的挖掘機鬥齒耐磨性能高，使用壽命長。
[0004]為實現上述目的，本發明採取的技術方案為:
[0005]一種矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒，矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒是這樣構成的，所述的挖掘機鬥齒所含的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:c:0.26-0.36、S1:0.80-1.20、Μη:0.80-1.20、Cr:l.00-1.30、Μο:0.30-0.40、P: ≤ 0.02、S:≤0.02,0〈N1:≤ 0.50，餘量為 Fe。
[0006]一種鑄造矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的生產工藝，其由鑄造工藝和熱處理工藝組成，
[0007]所述的鑄造工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，所述的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量 ％)為:C:0.26-0.36、S1:0.80-1.20、Μη:0.80-1.20、Cr: 1.00-1.30,Mo:0.30-0.40,P:≤0.02、S:≤0.02、0〈N1:≤0.50，餘量為Fe，其採用消失模空殼振動燒注鑄造、樹脂砂型鑄造、砂型鑄造，澆注溫度為1550°C -1570°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻至 300°C -400°C落砂；
[0008]所述的熱處理工藝:鬥齒澆注完後進行熱處理，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至890°C -910°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到300°C -320°C的鹽浴爐中等溫淬火，保溫150min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫。
[0009]所述鹽浴爐的等溫介質重量配比為:55%KN03+45%NaN02。
[0010]本發明採用矽錳鉻鑰低合金鋼作為挖掘機鬥齒的材料，其含碳量低，本發明加工的矽錳鉻鑰低合金鋼為貝氏體矽錳鉻鑰低合金鋼，其具有高強韌性，貝氏體矽錳鉻鑰低合金鋼的耐磨性和抗拉強度都比馬氏體高，使用壽命長。
[0011]碳含量與S1、Mn、Cr、Mo、Ni貝氏體鑄鋼力學性能十分密切，隨著碳含量的增加，鑄鋼強度和硬度不斷提高，衝擊斷裂韌度不斷下降，所以本發明挖掘機鬥齒的組成成分中碳含量設計為:0.26%-0.36%的S1、Mn、Cr、Mo、Ni鑄鋼具有優良的綜合性能。若鑄鋼中的含矽量較高，則會引起碳化物分解，降低碳在奧氏體中的濃度，使形變強化能力變差，同時使鑄件產生裂紋的傾向增大，固本發明中矽的含量設計為:0.80%-1.20%。此外，Cr、Mn、Si三元素配比的相互作用，對鋼的淬透性、淬硬性、奧氏體的穩定性均有明顯作用。Mn對鋼具有很大的強化作用，因此，貝氏體鋼中Mn亦是主要的合金元素之一，固本發明中錳的含量為:0.80%-1.20%。此含Mn量設計有助於提高強度、硬度、耐磨性和淬透性。Cr對鋼具有很大的強化作用，能提高鋼的淬透性，提高強度、硬度和耐磨性。固本發明中鉻的含量為:
1.0%-1.3%。Mo元素在鋼中具有固溶強化作用，能防止或減輕鋼的回火脆性傾向，提高鋼的強度、硬度和耐磨性、淬透性的同時，可細化晶粒，固本發明中Mo的含量為:0.30%-0.40%οMn和Ni是擴大奧氏體區，是奧氏化的有效元素，有利於獲得殘餘奧氏體，與適量的Mo配合可以提高鑄鋼的貝氏體淬透性，固本發明加入0〈Ni ( 0.5%,可以提高鋼的衝擊韌性，改善鋼的低溫韌性。
[0012]本發明鑄造工藝，澆注溫度為1550°C -1570°C，是由鬥齒的化學成分及鑄件壁厚和結構複雜程度所決定。澆注完畢後鑄件自然冷卻到300°C-400°C方可落砂。高於450°C落砂時，鑄件的內應力大，可能會引起鑄件變形和裂紋。
[0013]本發明熱處理工藝中鬥齒澆注完後進行熱處理，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至900°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到300°C的鹽浴爐中等溫淬火，保溫150min，經金相顯微鏡檢驗，鋼的顯微組織為:下貝氏體+殘餘奧氏體。其優點是:等溫淬火工藝相變過程易掌握，通過控制等溫淬火的溫度和時間，可以獲得理想的最終組織形態，並能有效地克服從奧氏體溫度直接冷到室溫可能產生的應力以及畸變和脆裂現象，可以獲得較高的硬度且硬度均勻。但在材質和其他熱處理工藝相同的情況下，等溫淬火溫度不同，金屬材料的組織性能存在較大的差別。
[0014]本發明的優點在於:
[0015]1.提高了鬥齒的使用壽命，既解決了高碳、矽耐磨鑄鋼的衝擊韌性偏低，使用過程中容易發生脆斷的問題，又提高了耐磨性。
[0016]2.優化了合金鑄鋼的化學成分，解決了鬥齒的耐磨性與高強韌性之間矛盾。
[0017]3.等溫淬火後鋼的顯微組織為下貝氏體+殘餘奧氏體，其使用壽命比淬火馬氏體鑄鋼鬥齒提高30%以上。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]一種沃爾沃360挖掘機鬥齒及其生產工藝
[0020]一種360挖掘機鬥齒所含矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:C:0.30,S1:1.20、Mn: 1.00、Cr: 1.00, Mo:0.40、P:0.02、S:0.009、N1:0.40，餘量為 Fe。
[0021]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的鑄造工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，採用砂型鑄造，澆注溫度為1570°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻到300°C落砂。
[0022]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的熱處理工藝:鬥齒澆注完後進行熱處理，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至900°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到300°C的重量比為55%KN03+45%NaN02的鹽浴爐中等溫淬火，保溫150min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫即可。 鬥齒硬度為489HB。
[0023]實施例2
[0024]一種小松400挖掘機鬥齒及其生產工藝
[0025]一種400挖掘機鬥齒所含矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:C:0.35,S1:1.00、Mn:0.80, Cr: 1.30,Mo:0.30, P:0.017, S:0.01UN1:0.45，餘量為 Fe。
[0026]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的鑄造工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，採用砂型鑄造，澆注溫度為1550°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻到400°C落砂。
[0027]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的熱處理工藝:鬥齒澆完後進行熱處理，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至910°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到320°C的重量比為55%KN03+45%NaN02的鹽浴爐中等溫淬火，保溫150min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫即可。鬥齒硬度為506HB。實施例3
[0028]一種3噸挖掘機鬥齒及其生產工藝
[0029]一種3噸挖掘機鬥齒所含的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:C:0.26、S1:0.90,Mn: 1.10, Cr: 1.10, Mo:0.33,P:0.02, N1:0.49，餘量為 Fe。
[0030]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的澆注工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，採用真空實型鑄造、樹脂砂鑄造、砂模鑄造，澆注溫度為1560°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻到350°C落砂；
[0031]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的熱處理工藝:鬥齒澆完後進行退火，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至890°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到310°C的重量比為55%KN03+45%NaN02的鹽浴爐中等溫淬火，保溫120min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫即可。鬥齒硬度為480HB。
[0032]實施例4
[0033]一種4噸挖掘機鬥齒及其生產工藝`
[0034]一種4噸挖掘機鬥齒所含的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:C:0.36、S1:0.80,Mn: 1.20, Cr: 1.20, Mo:0.35, N1:0.41，餘量為 Fe。
[0035]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的澆注工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，採用真空實型鑄造、樹脂砂鑄造、砂模鑄造，澆注溫度為1555°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻到320°C落砂；
[0036]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的熱處理工藝:鬥齒澆完後進行退火，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至895°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到305°C的重量比為55%KN03+45%NaN02的鹽浴爐中等溫淬火，保溫120min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫即可。鬥齒硬度為502HB。
[0037]實施例5
[0038]一種5噸挖掘機鬥齒及其生產工藝
[0039]一種5噸挖掘機鬥齒所含的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:C:0.28、S1:l.10、Μη:0.90, Cr: 1.15、Μο:0.37, S:0.02，N1:0.50，餘量為 Fe。
[0040]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的澆注工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，採用真空實型鑄造、樹脂砂鑄造、砂模鑄造，澆注溫度為1565°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻到375°C落砂；
[0041]矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的熱處理工藝:鬥齒澆完後進行退火，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至905°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到315°C的重量比為55%KN03+45%NaN02的鹽浴爐中等溫淬火，保溫120min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫即可。鬥齒硬度為496HB。
【權利要求】
1.一種矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒，其特徵在於矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒是這樣構成的，所述的挖掘機鬥齒所含的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量％)為:c:0.26-0.36、S1:0.80-1.20、Μη:0.80-1.20、Cr: 1.00-1.30、Μο:0.30-0.40、P: ( 0.02、S: ( 0.02,0〈N1:≤ 0.50，餘量為 Fe。
2.一種鑄造矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的生產工藝，其由鑄造工藝和熱處理工藝組成，其特徵在於: 所述的鑄造工藝，其是用感應電爐熔煉矽錳鉻鑰低合金鋼，所述的矽錳鉻鑰低合金鋼的成分(重量 %)為:C:0.26-0.36、S1:0.80-1.20、Mn:0.80-1.20、Cr: 1.00-1.30、Mo:0.30-0.40,P:≤0.02、S:≤0.02、0〈N1:≤0.50，餘量為Fe，其採用消失模空殼振動澆注鑄造、樹脂砂型鑄造、砂型鑄造，澆注溫度為1550°C -1570°C，澆注完畢後鑄件自然冷卻至 300°C -400°C落砂； 所述的熱處理工藝:鬥齒澆注完後進行熱處理，將鬥齒鑄件放入熱處理爐內加溫至8900C -910°C保溫150min，然後將鬥齒鑄件投入到300°C _320°C的鹽浴爐中等溫淬火，保溫150min，然後將鬥齒鑄件從鹽浴爐中取出清洗後自然冷卻至室溫。
3.根據權利要求2所述的鑄造矽錳鉻鑰低合金鋼挖掘機鬥齒的生產工藝，其特徵在於:所述鹽浴爐的等溫介質原重量配比為:55%KN03+45%NaN02。
【文檔編號】C22C38/44GK103614652SQ201310651626
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】張克忠, 韓肖 申請人:河南立德金屬材料科技有限公司