CN104263891A - 一种矿用铲斗的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿用铲斗的加工工艺，包括以下步骤：冶炼钢铁、浇筑铲斗的粗坯、将粗加工后的轴套喷丸处理、然后依次进行正火、淬火、回火等热处理工艺，最后炉冷，本铲斗的加工工艺提高了铲斗韧性和强度，使产品获得优良的综合机械性能，耐磨性能提高，减少使用过程中的疲劳开裂、崩缺和早期磨损等现象，达到延长使用寿命，降低使用成本、提高使用效率的目的。

Description

一种矿用铲斗的加工工艺
技术领域
    本发明属于金属部件加工工艺，具体涉及一种矿用铲斗的加工工艺。
背景技术
各种类型的矿山、建筑工程装载用的铲车，挖掘机用铲斗或齿唇因长时间接触各类物料，最大单齿受压可达 150-200MPA，底面半与地面磨擦，要求铲斗、齿唇不仅要具有耐磨，抗疲劳的特点，还要具备有良好的韧性及硬度，作为高锰钢的换代工艺普通合金堆焊技术是在 Q235 钢或普通碳素钢工件表面直接堆焊合金焊条或焊丝，基体与耐磨合金分两个层面，耐磨层在长时间受到外来物料冲击磨损，或在热工况下长期热胀冷缩，会使合金层产生疲劳应力造成粒状剥落、开裂。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种矿用铲斗的加工工艺，提高铲斗的韧性和强度，使产品获得优良的综合机械性能，耐磨性能提高，减少使用过程中的疲劳开裂、崩缺和早期磨损等现象，达到延长使用寿命，降低使用成本、提高使用效率的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种矿用铲斗的加工工艺，包括以下步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢，将普通废钢、增碳剂、混合加热熔化，是的钢液中的S <0.045，P<0.045；
 （2）继续冶炼，当C含量小于0.04%的时候向钢包出钢；
（3）向钢中加入Mn， Si， Zr， Al， Cr，Y，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 0.60%-2.0%， Si 0.80%-1.10%， Zr0.06%-0.12%， Al 0.035%-0.080%， Cr2.7%-3.5% ， Y 0.02-0.03%；
（4）将钢水送入铲斗模具中进行浇注，其中钢水浇注温度为1655－1695℃；
（5）浇注0.5～2.0小时后开箱空冷铲斗，并于1100-1200°之间保温3-4小时，得到粗坯；
（6）清理残根、飞边、毛刺；
（7）将粗坯的轴套喷丸处理；
（8）将步骤（7）中的产品以30-50℃/h的速度升温至930-980℃，保温2-4h后取出空冷；
（9）在930-940℃保温1.5-2h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间10-15s，降温至600-750℃，取出放入水中冷却；
（10）在300-320℃保温4-6h，炉冷即可得到成品；
作为本发明的一种改进，所述步骤（1）喷丸处理的钢丸为锰钢丸,直径为0.2-0.6mm,硬度为HRC47-50，压缩空气压力为0.2-0.6Mpa。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种矿用铲斗的加工工艺，在热处理之前进行喷丸处理，使铲斗内外表面生成硬化层，增加铲斗对塑性变形和断裂的抵抗能力，提高疲劳强度；并通过添加金属元素Mn ，Zr， Al，Cr，Y 等，能够提高金属的耐磨性以及强度，另外喷丸使轴套表面上的缺陷和由于机械加工所带来的损伤减少，从而降低应力集中；喷丸后进行正火处理，淬火以及回火等热处理工艺，保证了硬度，低合金耐磨钢的强度，而且韧性得到很大的改善，消除了低合金耐磨钢中有害杂质在晶界上的吸附，增加耐磨性。
具体实施方式
实施例1：
将矿用铲斗采用500公斤的电炉进行熔炼，包括以下步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢，将普通废钢、增碳剂、混合加热熔化，是的钢液中的S <0.045，P<0.045；
 （2）继续冶炼，当C含量小于0.04%的时候向钢包出钢；
（3）向钢中加入Mn， Si， Zr， Al， Cr，Y，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 0.60%， Si 0.80%， Zr0.06%， Al 0.035%， Cr2.7% ， Y 0.02；
（4）将钢水送入铲斗模具中进行浇注，其中钢水浇注温度为1655℃；
（5）浇注0.5小时后开箱空冷铲斗，并于1100°之间保温3小时，得到粗坯；
（6）清理残根、飞边、毛刺；
（7）将粗坯的轴套喷丸处理，喷丸处理的钢丸为锰钢丸,直径为0.2,硬度为HRC47，压缩空气压力为0.2Mpa；
（8）将步骤（7）中的产品以30℃/h的速度升温至930℃，保温2h后取出空冷；
（9）在930℃保温1.5h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间10s，降温至600℃，取出放入水中冷却；
（10）在300℃的环境下保温4h，炉冷即可得到成品。
本实施例中的的铲斗的抗拉强度为1648MPa，屈服强度为1156.3MPa，相比普通的铲斗寿命能够延长1.8倍。
实施例2：
将矿用铲斗采用500公斤的电炉进行熔炼，包括以下步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢，将普通废钢、增碳剂、混合加热熔化，是的钢液中的S <0.045，P<0.045；
 （2）继续冶炼，当C含量小于0.04%的时候向钢包出钢；
（3）向钢中加入Mn， Si， Zr， Al， Cr，Y，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 0.90%， Si 0.95%， Zr0.093%， Al 0.068%， Cr2.96% ， Y 0.028%；
（4）将钢水送入铲斗模具中进行浇注，其中钢水浇注温度为1685℃；
（5）浇注1小时后开箱空冷铲斗，并于1170°之间保温3.5小时，得到粗坯；
（6）清理残根、飞边、毛刺；
（7）将粗坯的轴套喷丸处理，喷丸处理的钢丸为锰钢丸,直径为0.4,硬度为HRC48，压缩空气压力为0.4Mpa；
（8）将步骤（7）中的产品以40℃/h的速度升温至960℃，保温3h后取出空冷；
（9）在935℃保温1.8h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间12s，降温至680℃，取出放入水中冷却；
（10）在310℃保温5h，炉冷即可得到成品；
本实施例中的的铲斗的抗拉强度为1712MPa，屈服强度为1226MPa，相比普通的铲斗寿命能够延长2.2倍。
实施例3：
将矿用铲斗采用500公斤的电炉进行熔炼，包括以下步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢，将普通废钢、增碳剂、混合加热熔化，是的钢液中的S <0.045，P<0.045；
 （2）继续冶炼，当C含量小于0.04%的时候向钢包出钢；
（3）向钢中加入Mn， Si， Zr， Al， Cr，Y，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 2.0%， Si 1.10%， Zr 0.12%， Al 0.080%， Cr 3.5% ， Y  0.03%；
（4）将钢水送入铲斗模具中进行浇注，其中钢水浇注温度为1695℃；
（5）浇注2.0小时后开箱空冷铲斗，并于1200°之间保温3-4小时，得到粗坯；
（6）清理残根、飞边、毛刺；
（7）将粗坯的轴套喷丸处理，喷丸处理的钢丸为锰钢丸,直径为0.6mm,硬度为HRC50，压缩空气压力为0.6Mpa。
（8）将步骤（7）中的产品以50℃/h的速度升温至980℃，保温4h后取出空冷；
（9）在940℃保温2h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间15s，降温至750℃，取出放入水中冷却；
（10）在320℃保温6h，炉冷即可得到成品。
本实施例中的的铲斗的抗拉强度为1785MPa，屈服强度为1263MPa，相比普通的铲斗寿命能够延长2.5倍。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (2)

1.一种矿用铲斗的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢，将普通废钢、增碳剂、混合加热熔化，是的钢液中的S <0.045，P<0.045；
 （2）继续冶炼，当C含量小于0.04%的时候向钢包出钢；
（3）向钢中加入Mn， Si， Zr， Al， Cr，Y，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 0.60%-2.0%， Si 0.80%-1.10%， Zr0.06%-0.12%， Al 0.035%-0.080%， Cr2.7%-3.5% ， Y 0.02-0.03%；
（4）将钢水送入铲斗模具中进行浇注，其中钢水浇注温度为1655－1695℃；
（5）浇注0.5～2.0小时后开箱空冷铲斗，并于1100-1200°之间保温3-4小时，得到粗坯；
（6）清理残根、飞边、毛刺；
（7）将粗坯的轴套喷丸处理；
（8）将步骤（7）中的产品以30-50℃/h的速度升温至930-980℃，保温2-4h后取出空冷；
（9）在930-940℃保温1.5-2h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间10-15s，降温至600-750℃，取出放入水中冷却；
（10）在300-320℃保温4-6h，炉冷即可得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种矿用铲斗的加工工艺，其特征在于：所述步骤（1）喷丸处理的钢丸为锰钢丸,直径为0.2-0.6mm,硬度为HRC47-50，压缩空气压力为0.2-0.6Mpa。
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