CN103451564B - 一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法，斗唇所用试验钢含有下列质量百分比的化学成份：C0.15～0.25%；Si0.3～0.50%；Mn1.30～1.60%；P0.15～0.20%；S0.10～0.15%；Al0.15～0.20%；Cr1.2～1.50%；Ni0.8～2.0%；Mo0.4～0.6%；Nb0.06～0.08%；V0.06～0.08%；Ti0.01～0.03%；B0.01～0.003%；包括冶炼、开坯、加工整形、调制处理及理化分析及缺陷检测步骤。本发明生产的斗唇可以满足斗唇高强度、高韧性的要求，同时具备耐磨、耐冲击、焊接性好等特点。

Description

一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法

技术领域

本发明涉及一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法，属于大型工程机械加工制造技术领域。

背景技术

挖掘机铲斗是挖掘机主要磨损部件，斗唇是铲斗的关键部件，连接铲斗斗底和侧护板，前部安装斗齿，工作中受高强度冲击，受力非常复杂，该部件除了高强度、高韧性外，还要具备耐磨、耐冲击、焊接性好等特点。

铲斗斗唇尺寸非常大，成品尺寸长宽高分别为4000mm、350mm、140mm，对材料性能包括强度、塑性、耐磨性、焊接性及耐低温强度要求很高，指标如下：力学性能指标为：Rp0.2≥620 (MPa)，Rm ≥835(MPa)，A%≥13。

由于该部件大，对随后的成型及热处理设备要求也非常高。需要专业锻造及热处理设备才能满足该部件的生产。国外通常为铸造生产，但因为国内铸造技术无法满足以上性能指标，而且进口斗唇价格高，周期长，严重影响了国内使用用户的生产秩序，所以需要在现有技术及装备的情况下开发一种新的生产工艺来生产满足性能指标的产品。

目前用于工程机械、造船、桥梁、钢结构建筑、压力容器、低温钢、耐热钢、管线钢等都在向纯净化、低碳、超低碳、微合金化和控轧控冷方向发展。低合金(合金含量<5%)和微合金(微合金元素总量<0.2%)高强钢不仅是我国，也是世界钢铁工业的发展方向。其基本思想是：打破传统的C、Mn、Si系钢的设计思想，采用降碳、多种微量元素(如V、Nb、Ti、Cu、Re等)合金化，并通过控轧控冷工艺细化晶粒、提高强韧性，保证综合的力学性能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法，它生产的大型挖掘机高强度耐磨斗唇可以满足大型挖掘机高强度耐磨斗唇高强度、高韧性的要求，同时具备耐磨、耐冲击、焊接性好等特点。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法，所述方法步骤为：

一、斗唇成份：

制造斗唇所用试验钢含有下列质量百分比的化学成份：

C 0.15～0.25%；Si 0.3～0.50%；Mn 1.30～1.60%；P 0.15～0.20%；S 0.10～0.15%；Al 0.15～0.20%；Cr 1.2～1.50%； Ni 0.8～2.0%；Mo 0.4～0.6%；Nb 0.06～0.08%；V 0.06～0.08%；Ti 0.01～0.03%；B 0.01～0.003%；

二、冶炼：

（1）采用50T电炉进行冶炼，确保材料的化学成份和微量元素与设计成份一致。冶炼温度控制在1580℃，吹氧保温8~10小时。

（2）采用真空电渣熔炉进行二次冶炼，减少S、P等有害成份，去除两端的杂质层。电渣冶炼后尺寸为φ1600±50 mm×2500±50 mm。

三、开坯：

开坯的尺寸及工艺选择非常关键，只有满足一定的锻造比，才能使材质更加均匀，强度达到设定值。

因工件尺寸太大，所以选择采用2000吨水压机进行开坯，开坯后长宽高尺寸为（8100±50）mm×（2600±50）mm×（230±50）mm。经过进一步加热锻造，开坯尺寸定为268mm×2594mm×6630mm。

四、加工整形：

采用3000吨下拉式油压机进行整形加工，将268mm×2594mm×6630mm毛坯加工成160×2500×10450，期间经过四次加热和去头处理。实际成品尺寸为147×2509×10450。

五、调制处理：

该类型钢种一般采用淬火+高温回火工艺，因工件大无法采用淬火+高温回火工艺，所以采用两次正火+一次回火工艺。一次正火温度为890℃±10℃，均匀保温10小时；二次正火温度为870℃±10℃，均匀保温10小时。回火采用560℃±10℃高温回火，均匀保温12小时。

进一步地，本发明所述方法还包括理化分析及缺陷检测步骤：将调制处理好的斗唇钢材成品两端各取150 mm ×150 mm ×147 mm样品进行化学成份、金相、力学性能测试，整体进行超声波探伤。

本发明的优点是：

（1）、本发明根据我国现有的技术装备来设计的制造工艺，装备和技术成熟，可产业化的；

（2）、本发明可以大幅降低用户采购成本，而且制造时间短，缩短供货周期。

具体实施方式

斗唇成份设计：

表1 制造斗唇所用试验钢添加成份

按表1设计成份准备炼钢材料，采用50T电炉进行冶炼，确保材料的化学成份和微量元素与设计成份一致。冶炼温度控制在1580℃±10℃，吹氧，保温8小时。钢坯重为48.7吨。

采用真空电渣熔炉进行二次冶炼，减少S、P等有害成份，去除两端的杂质层。电渣冶炼后尺寸为φ1580mm×2500mm，实际重量为38.47吨。

采用2000吨水压机进行开坯，开坯后长宽高尺寸为8100 mm×2600 mm×230 mm。经过进一步加热锻造，最终开坯尺寸定为268mm×2594mm×6630mm。重量为36.18吨。

采用3000吨下拉式油压机进行整形加工，将268mm×2594mm×6630mm毛坯加工成160×2500×10450，期间经过四次加热和去头处理。实际成品尺寸为147×2509×10450。重量为30.33吨。

采用两次正火加一次回火工艺。一次正火温度为890℃±10℃，均匀保温10小时；二次正火温度为870℃±10℃，均匀保温10小时。回火采用560℃±10℃高温回火，均匀保温12小时。

将成品两端各取150×150×147样品进行化学成份、金相、力学性能测试。整体进行超声波探伤。全部合格后，利用火焰切割，切割成4030mm×360mm×150mm的坯料，然后利用铣床、磨床进行表面处理，最终尺寸为4000mm×350mm×140mm。

表2 力学性能

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法，其特征在于，所述方法步骤为：

一、斗唇成份：

制造斗唇所用试验钢含有下列质量百分比的化学成份：

C 0.15～0.25%；Si 0.3～0.50%；Mn 1.30～1.60%；P 0.15～0.20%；S 0.10～0.15%；Al 0.15～0.20%；Cr 1.2～1.50%； Ni 2.0%；Mo 0.4～0.6%；Nb 0.06～0.08%；V 0.06～0.08%；Ti 0.01～0.03%；B 0.003%；余量为Fe；

二、冶炼：

（1）采用50T电炉进行冶炼，冶炼温度控制在1580℃，吹氧保温8~10小时；

（2）采用真空电渣熔炉进行二次冶炼，电渣冶炼后钢材尺寸为（φ1600±50 mm）×（2500±50 mm）；

三、开坯：

采用2000吨水压机进行开坯，开坯后长宽高尺寸为（8100±50）mm×（2600±50）mm×（230±50）mm；进一步加热锻造，毛坯尺寸为268mm×2594mm×6630mm；

四、加工整形：

采用3000吨下拉式油压机进行整形加工，将268mm×2594mm×6630mm毛坯加工成160 mm×2500 mm×10450 mm，期间经过四次加热和去头处理，实际成品尺寸为147 mm×2509 mm×10450 mm；

五、

采用两次正火加一次回火工艺；一次正火温度为890℃±10℃，均匀保温10小时；二次正火温度为870℃±10℃，均匀保温10小时；回火采用560℃±10℃高温回火，均匀保温12小时。

2.如权利要求1所述的大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法，其特征在于，所述方法还包括理化分析及缺陷检测步骤：将上述步骤五处理好的斗唇钢材成品两端各取150 mm ×150 mm ×147 mm样品进行化学成份、金相、力学性能测试，整体进行超声波探伤。