CN103014519A - 挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件,其各化学组分的重量百分比为:C0.28-0.32%、Si0.8-1.2%、Mn1.4-1.8%、Cr0.9-1.3%、Cu0.4-0.6%、Ca0.03-0.05%、Mg0.06-0.08%、B0.0015-0.003%、Ti0.08-0.14%、Nb0.02-0.04%、Y0.02-0.03%、Nd0.015-0.025%、P≤0.03%、S≤0.03%,余量为铁和杂质。本发明添加了Ca、Mg以及稀土元素Y、Nd,净化了钢液,细化了晶粒,改善杂物的形态和分布,可实现合金钢综合强化,从而提高斗齿的耐磨性和使用寿命,本发明采用了合理的热处理工艺,合适的退火处理和淬火回火,使合金钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件及其加工工艺,属于合金钢制造工艺技术领域。
背景技术
挖掘机斗齿是在采掘作业中大量消耗的易损件,工作条件恶劣,失效方式多数为磨损,少数发生断裂。斗齿一般装在挖掘机铲斗的前端, 系悬臂梁构件, 直接与矿石、砂土、岩石等物料接触。在接触物料时, 既承受冲击作用, 又承受弯矩作用。服役过程中, 斗齿尖部受到较大的冲击滑动磨粒磨损, 尖部表面常出现各式犁沟、变形, 造成表面磨损或脱落。国内斗齿材料最常用的为高锰钢,它存在着使用寿命低,抗断裂能力差的问题。在我国,每年斗齿消耗量很大。如何提高斗齿的使用寿命,研制出加工工艺简便、使用可靠、价廉物美的新型斗齿高韧耐磨材料,仍是当前需要进一步解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题,提供一种挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件及其加工工艺,提高斗齿的韧性、耐磨性以及抗冲击性,从而延长斗齿的使用寿命。
本发明采用的技术方案如下:
一种挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件,其各化学组分的重量百分比为:C 0.28-0.32%、Si 0.8-1.2%、Mn 1.4-1.8%、Cr 0.9-1.3%、Cu 0.4-0.6%、Ca 0.03-0.05%、Mg 0.06-0.08%、B 0.0015-0.003%、Ti 0.08-0.14%、Nb 0.02-0.04%、Y 0.02-0.03%、Nd 0.015-0.025%、P≤0.03%、S≤0.03%,余量为铁和杂质。
挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件的加工工艺,包括以下步骤:
(1)熔炼与浇铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼,出炉温度为1640-1650℃,然后采用真空实型铸造、树脂砂模铸造,浇注温度为1580-1620℃,浇完后保温30-40min,铸件缓冷到室温脱模;
(2)退火处理
先以60-80℃/小时将铸件加热至700-720℃,保温1-2小时,再以100-120℃/小时加热至1050-1150℃,保温4-5小时,最后以40-50℃/小时冷却至860-880℃,出炉空冷;
(3)锻轧
开轧温度控制在940-970℃,终轧温度控制在850-880℃,每道次压下率控制在30-35%;
(4)淬火回火
将铸件以100-120℃/小时加热至880-950℃,保温2-4小时,出炉水淬,铸件冷至320-350℃取出空冷至室温,然后立即装炉回火,以40-60℃加热至240-260℃,保温3-4小时,出炉空冷;
(5)喷丸、抛光处理
淬火回火后,进行喷丸处理可以形成表面压应力层,改变淬火回火处理后的表面拉应力状态,进行抛光处理,可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。
本发明的有益效果:
本发明添加了Ca、Mg以及稀土元素Y、Nd,净化了钢液,细化了晶粒,改善杂物的形态和分布,可实现合金钢综合强化,从而提高斗齿的耐磨性和使用寿命,本发明采用了合理的热处理工艺,合适的退火处理和淬火回火,使合金钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明合金钢与现有的高锰钢相比,具有更高的耐磨性、强韧性以及抗冲击性。使用本发明合金钢,可以保证挖掘机能正常进行工作,防治早期脆断,减少停机和维修次数,提高了劳动生产率和设备利用率,降低了生产成本。
具体实施方式
一种挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件,其各化学组分的重量百分比为:C 0.28-0.32%、Si 0.8-1.2%、Mn 1.4-1.8%、Cr 0.9-1.3%、Cu 0.4-0.6%、Ca 0.03-0.05%、Mg 0.06-0.08%、B 0.0015-0.003%、Ti 0.08-0.14%、Nb 0.02-0.04%、Y 0.02-0.03%、Nd 0.015-0.025%、P≤0.03%、S≤0.03%,余量为铁和杂质。
挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件的加工工艺,包括以下步骤:
(1)熔炼与浇铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼,出炉温度为1640-1650℃,然后采用真空实型铸造、树脂砂模铸造,浇注温度为1580-1620℃,浇完后保温30-40min,铸件缓冷到室温脱模;
(2)退火处理
先以60-80℃/小时将铸件加热至700-720℃,保温1-2小时,再以100-120℃/小时加热至1050-1150℃,保温4-5小时,最后以40-50℃/小时冷却至860-880℃,出炉空冷;
(3)锻轧
开轧温度控制在940-970℃,终轧温度控制在850-880℃,每道次压下率控制在30-35%;
(4)淬火回火
将铸件以100-120℃/小时加热至880-950℃,保温2-4小时,出炉水淬,铸件冷至320-350℃取出空冷至室温,然后立即装炉回火,以40-60℃加热至240-260℃,保温3-4小时,出炉空冷;
(5)喷丸、抛光处理
淬火回火后,进行喷丸处理可以形成表面压应力层,改变淬火回火处理后的表面拉应力状态,进行抛光处理,可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。
经检验,产物化学成分为:C 0.29%、Si 1.12%、Mn 1.57%、Cr 1.21%、Mo 0.54%、Ca 0.042%、Mg 0.076%、B 0.0024%、Ti 0.12%、Nb 0.033%、Y 0.025%、Nd 0.022%、P 0.014%、S 0.011%,余量为铁和杂质。力学性能为:抗拉强度1696MPa,屈服强度1180MPa,伸长率15%,断面收缩率52%,冲击韧性23J/cm2。
Claims (2)
1.一种挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件,其特征在于,其各化学组分的重量百分比为:C 0.28-0.32%、Si 0.8-1.2%、Mn 1.4-1.8%、Cr 0.9-1.3%、Cu 0.4-0.6%、Ca 0.03-0.05%、Mg 0.06-0.08%、B 0.0015-0.003%、Ti 0.08-0.14%、Nb 0.02-0.04%、Y 0.02-0.03%、Nd 0.015-0.025%、P≤0.03%、S≤0.03%,余量为铁和杂质。
2.一种如权利要求1所述的挖掘机硅锰合金钢斗齿铸件的加工工艺,其特征在于包括以下步骤:
(1)熔炼与浇铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼,出炉温度为1640-1650℃,然后采用真空实型铸造、树脂砂模铸造,浇注温度为1580-1620℃,浇完后保温30-40min,铸件缓冷到室温脱模;
(2)退火处理
先以60-80℃/小时将铸件加热至700-720℃,保温1-2小时,再以100-120℃/小时加热至1050-1150℃,保温4-5小时,最后以40-50℃/小时冷却至860-880℃,出炉空冷;
(3)锻轧
开轧温度控制在940-970℃,终轧温度控制在850-880℃,每道次压下率控制在30-35%;
(4)淬火回火
将铸件以100-120℃/小时加热至880-950℃,保温2-4小时,出炉水淬,铸件冷至320-350℃取出空冷至室温,然后立即装炉回火,以40-60℃加热至240-260℃,保温3-4小时,出炉空冷;
喷丸、抛光处理
(5) 淬火回火后,进行喷丸处理可以形成表面压应力层,改变淬火回火处理后的表面拉应力状态,进行抛光处理,可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。
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