CN105349903A

CN105349903A - 一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座

Info

Publication number: CN105349903A
Application number: CN201510726441.4A
Authority: CN
Inventors: 仰明; 李和成
Original assignee: Anhui Sanfang New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Sanfang New Material Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2016-02-24

Abstract

本发明涉及挖掘部件小型金属件的冶炼，提供了一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，采用电弧炉熔炼钢料，转入精炼炉中调整钢液组分比例后出钢，所得钢液经真空脱气后金属型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火和高温快冷回火的热处理获得成品件，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，15-19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50-0.70％的Mo，0.30-0.70％的V，0.15-0.35％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0-6.0％的Ni，0.5-1.5％的Cu，0.5-1.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。

Description

一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座

技术领域

本发明涉及铁基合金的冶炼，特别涉及挖掘部件小型金属件的冶炼，具体涉及冶炼一种高铬高碳钢并铸造成耐磨斗齿齿座。

背景技术

斗齿是挖掘机上的重要部件，是易损件，由齿座和齿尖组成，二者靠销轴连接。齿尖磨损失效的损坏可通过更换解决，但齿座作为齿尖的基座，对硬度、强度和耐磨性的要求更高，以保证工程作业的顺利进行。

目前广泛应用于斗齿的是高锰钢，挖掘高硬度物料时受到高冲击从而产生加工硬化，进而表现出较高的耐磨性，但是因软物料不能使之充分加工硬化，导致耐磨性较差，甚至易发生脆断，故不适合挖掘如煤炭、泥土等的软物料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，以便减少在使用中的磨损，特别是挖掘软物料时的磨损，并承受齿尖带来的受力损害。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，采用电弧炉熔炼钢料，转入精炼炉中调整钢液组分比例后出钢，所得钢液经真空脱气后金属型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火和高温快冷回火的热处理获得成品件，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，15-19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50-0.70％的Mo，0.30-0.70％的V，0.15-0.35％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0-6.0％的Ni，0.5-1.5％的Cu，0.5-1.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。

进一步地，所述电弧炉熔炼钢料包括在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1600-1630℃，1.0-1.5h后扒渣并加入锰铁、钒钛铁矿、白钨砂、生石灰和萤石，15-20min后加入硅铁和碳粉，转入精炼炉中加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，调整钢液组分比例，出钢温度为1590-1610℃。

进一步地，所述钢液在10-12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1510-1550℃时在该真空氛内金属型铸造，待铸件780-830℃时开型取件。

进一步地，所述开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以30-40℃/h升温至1190-1220℃并保温1.0-1.5h，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于600-650℃待等温后保温1.0-1.5h，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温。

优选地，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50％的Mo，0.30％的V，0.15％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0％的Ni，0.5％的Cu，0.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。

本发明调整组分比例后的钢液为过共析钢，其中的铬能够提高钢的淬透性及整体耐磨性，是用于配合之后的淬火工艺制作承受负荷、变形小、耐磨性高、红硬性好材料的基础。

扒渣后加入的锰铁能够起到初步脱氧、初步调整组分比例的作用，形成的MnO还可以增加之后加入的硅铁的脱氧能力；加入的钒钛铁矿能通过钒起到增大钢的强度、韧性和耐磨性的作用，并提供强脱氧性的钛，另外钛还具有消除铬在晶界处贫化，提高抗蚀性的作用；钨能够提高钢的耐磨性，并增加之后回火工艺的回火稳定性，钼比钨提高淬透性、回火稳定性的能力更强，并且能够改善钢的耐腐蚀性，在电弧炉加入白钨砂后再在精炼炉中加入氧化钼块，能够更有效地发挥作用。

加入镍锭能够通过镍提高钢的强度、抗机械疲劳性同时避免影响钢的韧性和其他工艺性能，并且提高钢的耐酸、碱、天候的腐蚀，配合使用铜粉能够增加钢的耐候性，扩展斗齿齿座铸件的使用范围、延长寿命。

钢液温度下降会在凝固过程中和凝固后放出溶解气体，使金属产生如气孔的缺陷，降低金属机械性能；钢件在加热过程中，由于与空气相互作用，而使工件表面发生腐蚀；本发明在真空氛下对钢液进行脱气、对铸件进行淬火前加热，可以有效避免上述问题。

本发明淬火前的升温速率能够保证工件心部温度上升至设定温度前，工件表面温度不至于过高而导致奥氏体晶粒粗大，影响下一步马氏体化后铸件的硬度和强度；水淬至350-380℃后转入油中冷却能够有效地防止裂纹的产生；高温快冷回火避免了回火脆性，能够使钢的强度、塑性、韧性的配合较为恰当，以满足斗齿齿座对机械性能的要求。

具体实施方式

实施例1：

采用电弧炉熔炼钢料，在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1600-1630℃，1.0h后扒渣并加入锰铁、钒钛铁矿、白钨砂、生石灰和萤石，15min后加入硅铁和碳粉；

转入精炼炉中，加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，按重量百分比将钢液组分调整为1.3％的C，15％的Cr，0.20％的Mn，0.50％的Mo，0.30％的V，0.15％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0％的Ni，0.5％的Cu，0.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe，比例检测合格即可出钢，出钢温度为1610℃；

所得钢液在10-12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1550℃时在该真空氛内金属型铸造，待铸件780-830℃时开型取件；

开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以30℃/h升温至1190℃并保温1.0h，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于650℃待等温后保温1.0h，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温即得成品件。

实施例2：

采用电弧炉熔炼钢料，在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1600-1630℃，1.5h后扒渣并加入锰铁、钒钛铁矿、白钨砂、生石灰和萤石，20min后加入硅铁和碳粉；

转入精炼炉中，加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，按重量百分比将钢液组分调整为1.5％的C，19％的Cr，0.40％的Mn，0.70％的Mo，0.70％的V，0.35％的Ti，0.40-0.70％的Si，6.0％的Ni，1.5％的Cu，1.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe，比例检测合格即可出钢，出钢温度为1590℃；

所得钢液在10-12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1510℃时在该真空氛内金属型铸造，待铸件780-830℃时开型取件；

开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以40℃/h升温至1220℃并保温1.5h，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于600℃待等温后保温1.5h，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温即得成品件。

实施例3：

采用电弧炉熔炼钢料，在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1600-1630℃，75min后扒渣并加入锰铁、钒钛铁矿、白钨砂、生石灰和萤石，15min后加入硅铁和碳粉；

转入精炼炉中，加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，按重量百分比将钢液组分调整为1.4％的C，17％的Cr，0.30％的Mn，0.50-0.70％的Mo，0.50％的V，0.25％的Ti，0.40-0.70％的Si，4.5％的Ni，1.0％的Cu，1.0％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe，比例检测合格即可出钢，出钢温度为1600℃；

所得钢液在10-12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1530℃时在该真空氛内金属型铸造，待铸件780-830℃时开型取件；

开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以35℃/h升温至1205℃并保温75min，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于625℃待等温后保温75min，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温即得成品件。

实施例4：

转入精炼炉中，加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，按重量百分比将钢液组分调整为1.3％的C，19％的Cr，0.20％的Mn，0.50％的Mo，0.30％的V，0.15％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0％的Ni，0.5％的Cu，0.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe，比例检测合格即可出钢，出钢温度为1610℃；

开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以40℃/h升温至1220℃并保温1.0h，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于600℃待等温后保温1.0h，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温即得成品件。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，其特征在于：采用电弧炉熔炼钢料，转入精炼炉中调整钢液组分比例后出钢，所得钢液经真空脱气后金属型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火和高温快冷回火的热处理获得成品件，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，15-19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50-0.70％的Mo，0.30-0.70％的V，0.15-0.35％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0-6.0％的Ni，0.5-1.5％的Cu，0.5-1.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。

2.如权利要求1所述的高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，其特征在于：所述电弧炉熔炼钢料包括在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1600-1630℃，1.0-1.5h后扒渣并加入锰铁、钒钛铁矿、白钨砂、生石灰和萤石，15-20min后加入硅铁和碳粉，转入精炼炉中加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，调整钢液组分比例，出钢温度为1590-1610℃。

3.如权利要求1或2所述的高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，其特征在于：所述钢液在10-12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1510-1550℃时在该真空氛内金属型铸造，待铸件780-830℃时开型取件。

4.如权利要求3所述的高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，其特征在于：所述开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以30-40℃/h升温至1190-1220℃并保温1.0-1.5h，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于600-650℃待等温后保温1.0-1.5h，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温。

5.如权利要求4所述的高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，其特征在于：所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50％的Mo，0.30％的V，0.15％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0％的Ni，0.5％的Cu，0.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。