CN102140612A - 多元合金铸钢斗齿及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多元合金铸钢斗齿，其包含的化学成分及相应的重量百分比分别为：C：0.30～1.00；Cr：1.50～3.00；Mn：0.60～1.00；Si：1.00～2.00；Mo：0.20～1.00；Ni：0.5～1.50；Ti：0.005～0.1；Re：0.15～0.25；P/S：≤0.030；余量为Fe；本发明的多元合金铸钢斗齿及其生产工艺，铸造出的斗齿是一种不同于现有斗齿的新钢种，在砂石工况下提高了材料的耐磨性，延长了使用寿命，其性能达到：抗拉强度Rm≥1700Mpa，硬度HRC52～55，夏比冲击Akv≥15J，具有优异的强韧性和高的硬度。

Description

多元合金铸钢斗齿及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种挖掘机斗齿及其生产工艺，特别是涉及一种多元合金铸钢斗齿及其生产工艺。
背景技术
挖掘机斗齿是挖掘机上的重要部件，是由齿座和齿尖组成的组合斗齿，二者靠销轴连接，是易耗损件。目前，国内使用的斗齿，如专利申请号200410098676.5公开的一种多元合金铸钢挖掘机斗齿及其生产工艺，所述挖掘机斗齿含有的多元合金铸钢的成分（重量百分比）为：C(0.22～0.30)、Cr(1.10～1.40)、Mn(1.25～1.65)、Si(1.21～1.58)、Mo(0.21～0.30)、Ti(0.05～0.11)、余为Fe；相应的生产工艺包括浇注工艺和热处理工艺，并包含有机械加工工艺。但是，现有技术中的这些铸钢斗齿一般在硬度、抗拉强度的性能方面存在着很大的不足，且使用寿命较短，需频繁更换。
发明内容
  本发明的目的在于提供一种多元合金铸钢斗齿及其生产工艺，在抗拉强度和硬度方面有着较强的优势，有效提高了耐磨性，延长了使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种多元合金铸钢斗齿，其所包含的化学成分及相应的重量百分比分别为：
C：0.30～1.00；
Cr：1.50～3.00；
Mn： 0.60～1.00；
Si：1.00～2.00；
Mo：0.20～1.00；
Ni：0.5～1.50；
Ti：0.005～0.1；
Re：0.15～0.25；
P/S：≤0.030；
余量为Fe。
上述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其中，依次包括铸造工序以及热处理工序；
所述的铸造工序采用熔模铸造，浇注温度为1560℃～1580℃，浇注完后冷却到室温脱模；
所述的热处理工序依次包括正火、淬火和低温回火；其中，所述的正火加热温度为1000℃～1050℃，保温2小时，空气冷却；所述淬火加热温度为1000℃～1050℃，保温2小时，油淬或淬火液冷却；所述低温回火温度为200℃～250℃，保温4小时，空气冷却。
上述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其中，所述的淬火液为水溶性淬火液。
上述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其中，所述的铸造工序依次包括冶炼阶段和造型阶段；其中，所述冶炼阶段采用重量百分比别为C：0.30～1.00，Cr：1.50～3.00，Mn： 0.60～1.00，Si：1.00～2.00，Mo：0.20～1.00，Ni：0.5～1.50，Ti：0.005～0.1， P/S：≤0.030，余量为Fe，配好炉料，达到出钢温度1580℃～1620℃，打净炉渣，加入重量百分比为0.25的复合脱氧剂扩散脱氧，加入重量百分比0.06的铝线终脱氧，出钢并随钢流加入重量百分比为0.15～0.25的稀土；所述的造型阶段采用蜡模和石英砂加高铝砂铸造成形。
上述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其中，所述的冶炼阶段采用感应电炉或电弧炉进行。
本发明的多元合金铸钢斗齿及其生产工艺，铸造出的斗齿是一种不同于现有斗齿的新钢种，在砂石工况下提高了材料的耐磨性，延长了使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明的多元合金铸钢斗齿及其生产工艺作进一步详细的说明。
本发明的多元合金铸钢斗齿，包括的化学成分及相应的重量百分比为：C：0.30～1.00；Cr：1.50～3.00；Mn： 0.60～1.00；Si：1.00～2.00；Mo：0.20～1.00；Ni：0.5～1.50；Ti：0.005～0.1；Re：0.15～0.25；P/S：≤0.030；余量为Fe。其所包含的各主要化学成分的作用如下：C：合金钢中的基本元素，提高钢的淬透性和淬硬性，具有重要的固溶强化作用；Si：Si溶解于铁素体中，其在钢中的一个重要作用是强烈抑制和延缓过冷奥氏体的碳化物分解，提高奥氏体稳定性，向钢中加入一定量的Si后，可有效地改善钢的韧性，提高材料的强度、屈强比和硬度，同时可以抑制碳化物的析出；Mn：提高材料的淬透性；Mo：钼在钢中存在于固溶体中，能够强烈抑制过冷奥氏体的分解，进一步提高奥氏体的稳定性；在含有Cr、Si的钢中加入Mo，能急剧提高淬透性和断面的均匀性，防止回火脆性的发生，提高钢的淬透性、热强性及回火稳定性； Cr：与C和Fe形成合金渗碳体(FeCr)3C和合金碳化物(FeCr)7C3，能部分溶入固溶体中，强化基体，提高钢的淬透性，与Mn、Si合理搭配，淬透性更好，且Cr具有较好的回火抗力，使厚断面钢板的性能更加均匀；Ni：提高材料的淬透性和韧性；Re：净化钢液，球化夹杂物，提高材料的综合性能；Ti：细化铸态组织，产生沉淀硬化。本发明的多元合金铸钢斗齿，其抗拉强度Rm≥1700Mpa，硬度HRC为52～55，夏比冲击Akv≥15J，具有优异的强韧性和高的硬度。
本发明的一种多元合金铸钢斗齿的生产工艺，依次包括铸造工序和热处理工序。其中，铸造工序采用熔模铸造，浇注温度控制在1560℃～1580℃，浇注完后冷却到室温脱模。具体来说，本实施例中的铸造工序包括冶炼阶段和造型阶段；其中，冶炼阶段在感应电炉或者电弧炉中进行，采用重量百分比别为C：0.30～1.00；Cr：1.50～3.00；Mn： 0.60～1.00；Si：1.00～2.00；Mo：0.20～1.00；Ni：0.5～1.50；Ti：0.005～0.1； P/S：≤0.030；余量为Fe，配好炉料，达到出钢温度1580℃～1620℃，打净炉渣，加入重量百分比为0.25的复合脱氧剂扩散脱氧，加入重量百分比为0.06的铝线终脱氧，出钢并随钢流加入重量百分比为0.15～0.25的Re；造型阶段采用蜡模和石英砂加高铝砂铸造成形。热处理工序包括正火、淬火和低温回火；其中，正火加热温度控制在1000℃～1050℃，保温2小时，空气冷却；淬火加热温度控制在1000℃～1050℃，保温2小时，油淬或水溶性淬火液冷却；低温回火温度控制在200℃～250℃，保温4小时，空气冷却。
本发明的多元合金铸钢斗齿及其生产工艺，铸造出的斗齿是一种不同于现有斗齿的新钢种，在砂石工况下提高了材料的耐磨性，延长了使用寿命，其性能达到：抗拉强度Rm≥1700Mpa，硬度HRC52～55，夏比冲击Akv≥15J，具有优异的强韧性和高的硬度。
应当指出的是，上述内容只是本发明的多元合金铸钢斗齿及其生产工艺的最佳实施方式的列举，其中未尽详细描述的部分，应该理解为用本技术领域的一般方式予以实施。同时，对于本领域的一般技术人员来说，在不偏离本发明的精神范畴内对本发明所做的等效变换和修饰，都将落入本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多元合金铸钢斗齿，其特征在于，其包含的化学成分及相应的重量百分比分别为：
C：0.30～1.00；
Cr：1.50～3.00；
Mn： 0.60～1.00；
Si：1.00～2.00；
Mo：0.20～1.00；
Ni：0.5～1.50；
Ti：0.005～0.1；
Re：0.15～0.25；
P/S：≤0.030；
余量为Fe。
2.一种如权利要求1所述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其特征在于，依次包括铸造工序以及热处理工序；
所述的铸造工序采用熔模铸造，浇注温度为1560℃～1580℃，浇注完后冷却到室温脱模；
所述的热处理工序包括正火、淬火和低温回火；其中，所述的正火加热温度为1000℃～1050℃，保温2小时，空气冷却；所述淬火加热温度为1000℃～1050℃，保温2小时，油淬或淬火液冷却；所述低温回火温度为200℃～250℃，保温4小时，空气冷却。
3.如权利要求2所述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其特征在于，所述的淬火液为水溶性淬火液。
4.如权利要求2所述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其特征在于，所述的铸造工序依次包括冶炼阶段和造型阶段；其中，所述冶炼阶段采用重量百分比别为C：0.30～1.00；Cr：1.50～3.00；Mn： 0.60～1.00；Si：1.00～2.00；Mo：0.20～1.00；Ni：0.5～1.50；Ti：0.005～0.1； P/S：≤0.030；余量为Fe，配好炉料，达到出钢温度1580℃～1620℃，打净炉渣，加入重量百分比为0.25的复合脱氧剂扩散脱氧，加入重量百分比0.06的铝线终脱氧，出钢并随钢流加入重量百分比为0.15～0.25的稀土；所述的造型阶段采用蜡模和石英砂加高铝砂铸造成形。
5.如权利要求2或3所述的多元合金铸钢斗齿的生产工艺，其特征在于，所述的冶炼阶段采用感应电炉或电弧炉进行。
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