CN103556059B - 一种履带销材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带销材料，属于机械制造领域，包括Fe和按重量百分比的以下成分：Mn:0.60～0.80%，Cr:0.70～1.20%，Mo:0.10～0.40%。本发明的技术方案采用Fe-Mn-Cr-Mo合金系新材料，取代Fe-Mn-B系传统使用材料45B钢，克服了硼钢冶炼工艺不稳定的缺点，提高了钢材淬透性。
Description
技术领域
本发明属于机械设备制造领域，涉及一种材料，尤其涉及一种履带销材料。
背景技术
挖掘机履带链轨销轴在服役过程中，承受剪切、弯曲和扭转等多种载荷，同时销轴表面受到销套内表面的干摩擦作用。因此，销轴使用钢材应具有高的抗剪、抗弯和抗断强度，同时还应具有较好的耐冲击、耐疲劳和耐磨损的综合性能。
履带链轨销轴早期使用材料为45钢，淬透性差，热处理后整体性能偏低，通常难以达到产品设计性能要求。后来，有人尝试在45钢中加入少量廉价硼铁，并对钢材冶炼工艺进行优化，制备出履带链轨销轴当前使用材料45B钢，一定程度上提高了钢材的淬透性，比较45钢也可获得相对更高的综合力学性能。
履带链轨销轴淬火加热方式通常分为两种：透热式与通过式。在相同工艺要求的前提下，尽管前者可以获得相对更高力学性能的销轴，但是为了提高生产效率，降低热处理设备及工装投入成本，多数履带厂家还是选用通过式加热。销轴淬火过程中，由于通过式加热时间短，难以保证芯部达到完全奥氏体化温度，因此需要销轴用钢具有较高的淬透性，以确保销轴淬火后达到一定的淬硬层深度。
硼钢中硼为非合金元素，且溶解度极低，硼元素在钢中的存在形式包括两种：酸溶硼和酸不溶硼。酸溶硼含量即为有效硼含量，全硼中有效硼比例越高越有利于提高钢材质量。由于硼元素在钢材冶炼中的不稳定性，国内钢厂对硼钢的冶炼存在一定技术难度，难以保证硼钢原材料的质量稳定性。
因此，45B钢作为履带链轨销轴用钢，存在以下问题：
1）比较铬钼等系列合金钢，45B钢淬透性偏低；
2）45B钢原材料质量不稳定；
3）45B销轴压弯呈一定比例不良、使用寿命短
发明内容
有鉴于此，本发明通过采用合金系新材料，取代传统使用材料45B钢，克服了硼钢冶炼工艺不稳定的缺点，提高了钢材淬透性。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
一种履带销材料，包括Fe和按重量百分比的以下成分：
Mn:0.60～0.80%，Cr:0.70～1.20%，Mo:0.10～0.40%。
优选的，还包括按重量百分比的以下成分：
C:0.38～0.43%，Si:0.17～0.35%，Mn:0.60～0.80%，P:0～0.03%，S:0.005～0.030%，Cr:0.70～1.20%，Mo:0.10～0.40%，Ni:0.01～0.20%，Cu:0.01～0.30%，Ti:0.01～0.05%，Al:0.01～0.07%。
优选的，包括Fe和按重量百分比的以下成分：
C:0.38～0.39%，Si:0.17～0.23%，Mn:0.60～0.70%，P:0～0.03%，S:0.005～0.006%，Cr:0.70～1.00%，Mo:0.10～0.20%，Ni:0.01～0.15%，Cu:0.01～0.02%，Ti:0.01～0.02%，Al:0.01～0.03%。
优选的，包括Fe和按重量百分比的以下成分：
C:0.39～0.40%，Si:0.20～0.23%，Mn:0.69～0.70%，P:0.020～0.025%，S:0.005～0.006%，Cr:1.02～1.04%，Mo:0.10～0.20%，Ni:0.01～0.15%，Cu:0.017～0.018%，Ti:0.01～0.02%，Al:0.02～0.03%。
相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：
1、采用Fe-Mn-Cr-Mo合金系新材料，取代Fe-Mn-B系传统使用材料45B钢，克服了硼钢冶炼工艺不稳定的缺点，提高了钢材淬透性；
2）从压弯测试结果看，比较45B销轴，新材料销轴压弯力提高约27.1%，纵向变形量提高约49.9%；
3）从3000h（挖机质保时间）跑合试验结果看，新材料销轴压装履带无故障，符合履带设计使用寿命要求。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例利用力学试验机进行试验的结构示意图。
其中，1为液压试验机、2为压头、3为销轴、4为支辊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
本发明的实施例的一种履带销材料，包括Fe和按重量百分比的以下成分：Mn:0.60～0.80%，Cr:0.70～1.20%，Mo:0.10～0.40%。本发明的实施例采用Fe-Mn-Cr-Mo合金系新材料，取代Fe-Mn-B系传统使用材料45B钢，克服了硼钢冶炼工艺不稳定的缺点，提高了钢材淬透性。
实施例1：
一种履带销材料，包括按重量百分比的以下成分：C:0.395%，Si:0.23%，Mn:0.70%，P:0.02%，S:0.006%，Cr:1.00%，Mo:0.10～0.20%，Ni:0.15%，Cu:0.017%，Ti:0.02%，Al:0.03%。余质为Fe和杂质。
实施例2：
一种履带销材料，包括按重量百分比的以下成分：C:0.43%，Si:0.17%，Mn:0.80%，P:0.01%，S:0.030%，Cr:1.20%，Mo:0.10%，Ni:0.20%，Cu:0.30%，Ti:0.05%，Al:0.01%。余质为Fe和杂质。
实施例3：
一种履带销材料，包括按重量百分比的以下成分：C:0.40%，Si:0.20%，Mn:0.69%，P:0.025%，S:0.0055%，Cr:1.02%，Mo:0.165%，Ni:0.014%，Cu:0.018%，Ti:0.015%，Al:0.02%。余质为Fe和杂质。
实施例4：
一种履带销材料，包括按重量百分比的以下成分：C:0.38%，Si:0.35%，Mn:0.60%，P:0.03%，S:0.005%，Cr:0.70%，Mo:0.40%，Ni:0.01%，Cu:0.01%，Ti:0.01%，Al:0.07%。余质为Fe和杂质。
实施例5：
一种履带销材料，包括按重量百分比的以下成分：C:0.396%，Si:0.225%，Mn:0.693%，P:0.0214%，S:0.005%，Cr:1.03%，Mo:0.16%，Ni:0.0141%，Cu:0.0176%，Ti:0.01%，Al:0.0287%。余质为Fe和杂质。
参照已公开发表资料，现有技术中的45B钢成分配比大致为：C：0.43～0.47%，Si：0.17～0.35%，Mn：0.60～0.80%，P：0～0.03%，S：0.005～0.030%，Cr：0.01～0.20%，Mo：0.01～0.05%，Ni：0.01～0.20%，Cu：0.01～0.30%，B：0.0005～0.0035%，Ti：0.01～0.05%，Al：0.01～0.07%。
对于上述成分配比的45B钢材和本发明的实施例以及加工销轴，模拟或测试以下指标：
1，通过钢材淬透性模拟计算，对比两种钢材淬透性差异；
钢材淬透性指标DI值：45B：40.12±0.5；本发明的实施例：113.88±0.5。
2，通过如图1中所示的力学试验机测试销轴抗弯性能，其中1为液压试验机、2为压头、3为销轴、4为支辊，压头2曲面半径为15mm，销轴长度207mm，宽度38.2mm，两支辊4的直径50mm，两支辊4间的距离L为测试跨距，与销轴节距有关，该次试验跨距152mm：
对于两种钢材，采用相同热处理工艺，并经表面研磨加工，测试压弯结果如表1：
表1
3，通过履带装机跑合，测试履带使用寿命。本发明实施例制作的销轴压装履带无故障，符合履带设计使用寿命要求。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (1)
1.一种履带销材料，其特征在于，包括Fe和按重量百分比的以下成分：
C:0.39～0.40％，Si:0.20～0.23％，Mn:0.69～0.70％，P:0.020～0.025％，S:0.005～0.006％，Cr:1.02～1.04％，Mo:0.10～0.20％，Ni:0.01～0.15％，Cu:0.017～0.018％，Ti:0.01～0.02％，Al:0.02～0.03％。
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