CN106834936A - 农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺 - Google Patents

农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN106834936A
CN106834936A CN201611248282.2A CN201611248282A CN106834936A CN 106834936 A CN106834936 A CN 106834936A CN 201611248282 A CN201611248282 A CN 201611248282A CN 106834936 A CN106834936 A CN 106834936A
Authority
CN
China
Prior art keywords
deep soil
soil loosing
loosing shovel
furnace temperature
cast steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611248282.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓莉
王旭明
祁庆花
秦卓
赵子文
王定军
高超
牛翰卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Ls Energy Equipment Engineering Research Institute Co ltd
Lanzhou LS Group Co Ltd
Original Assignee
Lanzhou Ls Energy Equipment Engineering Research Institute Co ltd
Lanzhou LS Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Ls Energy Equipment Engineering Research Institute Co ltd, Lanzhou LS Group Co Ltd filed Critical Lanzhou Ls Energy Equipment Engineering Research Institute Co ltd
Priority to CN201611248282.2A priority Critical patent/CN106834936A/zh
Publication of CN106834936A publication Critical patent/CN106834936A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种农机深松铲用耐磨铸钢，所述耐磨铸钢的化学成分以重量百分比计由下列组份组成：C：0.29‑0.34；Si：0.40‑0.50；Mn：1.45‑1.60；Cr：0.65‑0.80；S≤0.020；P≤0.020；余量为Fe及不可避免的杂质。采用上述耐磨铸钢制备的深松铲经过铸造、清理、打磨、机加工后用电炉进行热处理，所述热处理工艺为①完全退火：在炉温加热到900‑920℃时保温3h，随炉冷却到300℃以下出炉空冷；②正火：炉温加热到880‑900℃时保温2h，出炉空冷；③淬火：炉温加热到860‑880℃时保温2h，出炉液冷；④回火：炉温加热到240‑250℃时保温3h，出炉空冷。本发明通过合理的化学成分配比和热处理工艺，使深松铲具有较高的硬度和抗拉强度，良好的冲击韧性，制造成本低廉。

Description

农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺
技术领域
本发明涉及钢铁材料加工技术领域，具体的说是一种农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺。
背景技术
我国近几年来在大力推广深松技术的应用，深松作业是少耕、免耕农作的一种重要模式，可以保护土壤，这种耕作方法的核心工作部件是深松铲。深松铲在工作时，会受到严重的磨损和不同负荷的冲击，要求有较高的耐磨性和良好的冲击韧性。为了减小磨损，许多研究者采用对深松铲表面进行特殊热处理，或者在表面采用熔覆及涂层技术，这些方法都在一定程度上提高了材料的耐磨性，但是使用这些技术势必会增加成本和制造难度。另外，有人采用高碳钢、高合金钢或高锰钢来制造深松铲，这些材料都有很好的耐磨性，但高碳钢耐冲击性较差，而且淬透性低，高合金钢耐磨性和耐冲击性相对较好，但成本较高，高锰钢只有在强烈冲击载荷下产生加工硬化，才能发挥潜在的耐磨能力，在一般的冲击载荷下因无法产生加工硬化而表现的非常不耐磨，因此不适应于深松铲制造。目前深松铲存在的问题主要是容易断裂、寿命短，磨损失效快，制造成本高，而无法充分满足使用要求。
为了改善铸钢耐磨性能，中国发明专利CN100999803公开了一种高硼耐磨铸钢，该高硼耐磨铸钢的化学成分及其重量百分比为：C：0.10％～0.50％；B：0.8％～5.0％；Cu：0.3％～0.6％；Mn：0.8％～2.0％； Cr：1.0％～2.5％；Si＜1.5％；Ti：0.08％～0.20％；Ce：0.04％～0.12％； Mg：0.02％～0.18％；N：0.06％～0.18％；S＜0.05％；P＜0.05％；余量为Fe和不可避免的微量杂质。用钛铁、铈基稀土镁合金和含氮物质对钢水进行复合变质处理，经高温奥氏体化后快速冷却，随后进行低温回火消除应力。该铸钢中含有较多高硬度硼化物，耐磨性较好，但脆性较大，并且加入合金元素较多，材料成本较高。
中国发明专利CN1804091则公开了一种铸造高硼耐磨合金的韧化方法，其特征在于铸造高硼耐磨合金的化学成分是：0.3～0.35wt％C，1～1.5wt％B，0.6～0.8wt％Si，0.8～1.0wt％Mn，S＜0.04wt％，P＜0.04wt％，其余为Fe、Ti和不可避免的杂质元素，其中Ti是由变质剂钛铁带入的；具体制备步骤为：先进行钢液熔炼，钢液熔炼完成并插铝终脱氧后，加入变质剂钛铁合金进行变质处理，待化清扒渣后进行浇注，浇注完成后进行韧化热处理，韧化热处理温度为1020～1050℃，保温时间为2～3小时，然后进行淬火或正火，最后回火；变质剂钛铁合金用量满足：其中钛的用量为铸造高硼耐磨合金的0.75～1.0wt％；钢液加硼采用硼铁合金，硼铁合金在钢液熔炼时加入或者在变质剂钛铁加入之后再加入。经过韧化处理后的砂型铸造高硼耐磨合金的共晶硼化物呈孤立状分布于基体中。10mm×10mm×55mm标准冲击试样的吸收功Ak达12.5J，冲击韧性增强。由于该耐磨合金的基体仍是马氏体，脆性仍较大，另外，加入价格较高的硼铁合金和钛铁变质剂使材料成本增加，同时，变质处理也会增加制造难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺，该耐磨铸钢耐磨性高、耐冲击性强，制造成本低。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种农机深松铲用耐磨铸钢，所述耐磨铸钢的化学成分以重量百分比计由下列组份组成：C：0.29-0.34；Si：0.40-0.50；Mn：1.45-1.60；Cr：0.65-0.80；S≤0.020；P≤0.020；余量为Fe及不可避免的杂质。
一种农机深松铲用耐磨铸钢的热处理工艺，采用上述耐磨铸钢制备的深松铲经过铸造、清理、打磨、机加工后用电炉进行热处理，所述热处理工艺包括以下步骤：
步骤一、完全退火：将深松铲于电炉炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到900-920℃时保温3h，随炉冷却到300℃以下出炉空冷；
步骤二、正火：将经过步骤一处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到880-900℃时保温2h，出炉空冷；
步骤三、淬火：将经过步骤二处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到860-880℃时保温2h，出炉液冷；
步骤四、回火：将经过步骤三处理后的深松铲再次于炉温≤100℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到240-260℃时保温3h，出炉空冷。
优选的，所述步骤三中出炉液冷所使用的液体名称为：Aqua Quench 251C，质量百分比浓度为12%，淬火前液体的温度为30℃以下。
本发明的有益效果为：
（1）本发明通过合理的化学成分配比和热处理工艺，使深松铲具有较高的硬度和抗拉强度，良好的冲击韧性，经检测其抗拉强度(Rm)≥1400MPa、硬度≥48HRC、室温冲击韧性(Kv2)≥14J。在作业过程中深松铲不易出现裂纹、断裂情况，增加了使用寿命；
（2）本发明所述的耐磨铸钢淬透性较好，在淬火过程中，整个工件能够整体淬透，表面和中心都具有较高的硬度，不需要再进行表面特殊热处理，或者表面熔覆、涂层技术以增加表面硬度，热处理后的产品进行发黑处理或喷漆后就可以直接使用；
（3）本发明所述的耐磨铸钢中不含镍、钼、钴等贵重合金元素，而是采用廉价的硅、锰、铬等元素，原材料来源丰富，生产成本低廉；
（4）利用本发明所述的耐磨铸钢采用传统的熔炼和铸造方法就能制造出深松铲，本发明的热处理工艺容易实施。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明。
一种农机深松铲用耐磨铸钢，所述耐磨铸钢的化学成分以重量百分比计由下列组份组成：C：0.30；Si：0.45；Mn：1.46；Cr：0.07；S≤0.020；P≤0.020；余量为Fe及不可避免的杂质。
一种农机深松铲用耐磨铸钢的热处理工艺，采用上述耐磨铸钢制备的深松铲经过铸造、清理、打磨、机加工后用电炉进行热处理，所述热处理工艺包括以下步骤：
步骤一、完全退火：将深松铲于电炉炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到900℃时保温3h，随炉冷却到300℃以下出炉空冷；
步骤二、正火：将经过步骤一处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到800℃时保温2h，出炉空冷；
步骤三、淬火：将经过步骤二处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到860℃时保温2h，出炉液冷，液冷所使用的液体名称为：Aqua Quench251C，质量百分比浓度为12%，淬火前液体的温度为30℃以下；
步骤四、回火：将经过步骤三处理后的深松铲再次于炉温≤100℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到250℃时保温3h，出炉空冷。
对利用上述耐磨铸钢和热处理工作所制备的深松铲进行力学性能检测：
对热处理后的产品和附铸试块随机抽样20%件进行力学性能检测，包括洛氏硬度、室温冲击韧性和抗拉强度。洛氏硬度采用Th300 Hr150型洛氏硬度计测量，冲击韧性采用微机控制摆锤冲击试验机测量，抗拉强度采用600KN微机控制电液伺服万能试验机测量。
检测结果：抗拉强度(Rm)≥1400MPa、硬度≥48HRC、室温冲击韧性(Kv2)≥14J。

Claims (3)

1.一种农机深松铲用耐磨铸钢，其特征在于：所述耐磨铸钢的化学成分以重量百分比计由下列组份组成：C：0.29-0.34；Si：0.40-0.50；Mn：1.45-1.60；Cr：0.65-0.80；S≤0.020；P≤0.020；余量为Fe及不可避免的杂质。
2.一种农机深松铲用耐磨铸钢的热处理工艺，采用权利要求1所述耐磨铸钢制备的深松铲经过铸造、清理、打磨、机加工后用电炉进行热处理，其特征在于：所述热处理工艺包括以下步骤：
步骤一、完全退火：将深松铲于电炉炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到900-920℃时保温3h，随炉冷却到300℃以下出炉空冷；
步骤二、正火：将经过步骤一处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到880-900℃时保温2h，出炉空冷；
步骤三、淬火：将经过步骤二处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到860-880℃时保温2h，出炉液冷；
步骤四、回火：将经过步骤三处理后的深松铲再次于炉温≤100℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到240-260℃时保温3h，出炉空冷。
3.根据权利要求2所述的一种农机深松铲用耐磨铸钢的热处理工艺，其特征在于：所述步骤三中出炉液冷所使用的液体名称为：Aqua Quench 251C，质量百分比浓度为12%，淬火前液体的温度为30℃以下。
CN201611248282.2A 2016-12-29 2016-12-29 农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺 Pending CN106834936A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611248282.2A CN106834936A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611248282.2A CN106834936A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106834936A true CN106834936A (zh) 2017-06-13

Family

ID=59113672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611248282.2A Pending CN106834936A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106834936A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107801426A (zh) * 2017-09-19 2018-03-16 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 一种深松铲及其生产方法
CN109182691A (zh) * 2018-10-17 2019-01-11 北京科技大学 一种微合金化中碳铸钢的热处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1050567A (zh) * 1989-09-28 1991-04-10 齐靖远 一种低碳低合金钢
CN101899551A (zh) * 2009-05-26 2010-12-01 宁波市鄞州商业精密铸造有限公司 耐磨合金铸钢的热处理工艺
CN102703827A (zh) * 2012-01-19 2012-10-03 刘仕爽 一种耐磨钢的热处理工艺
CN103627960A (zh) * 2013-12-10 2014-03-12 南昌航空大学 一种耐磨铸钢
CN103834771A (zh) * 2014-03-07 2014-06-04 湖州市千金宝云机械铸件有限公司 耐磨铸钢的热处理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1050567A (zh) * 1989-09-28 1991-04-10 齐靖远 一种低碳低合金钢
CN101899551A (zh) * 2009-05-26 2010-12-01 宁波市鄞州商业精密铸造有限公司 耐磨合金铸钢的热处理工艺
CN102703827A (zh) * 2012-01-19 2012-10-03 刘仕爽 一种耐磨钢的热处理工艺
CN103627960A (zh) * 2013-12-10 2014-03-12 南昌航空大学 一种耐磨铸钢
CN103834771A (zh) * 2014-03-07 2014-06-04 湖州市千金宝云机械铸件有限公司 耐磨铸钢的热处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李明主编: "《铸钢件生产技术》", 30 March 2013, 北京：机械工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107801426A (zh) * 2017-09-19 2018-03-16 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 一种深松铲及其生产方法
CN109182691A (zh) * 2018-10-17 2019-01-11 北京科技大学 一种微合金化中碳铸钢的热处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101240402B (zh) 一种复合辊环轧辊用铸造高硼高速钢及其热处理方法
CN107587079B (zh) 含氮微合金化弹簧钢及其制备方法
CN109763061B (zh) 一种非调质钢及其制备方法
CN106811580A (zh) 一种h13热作模具钢的球化退火工艺
CN105088081B (zh) 稳定杆的制造工艺
CN108103275B (zh) 一种耐磨衬板合金钢的加工方法
CN110257695A (zh) 一种含铜cadi耐磨材料及其热处理工艺
JP2011510175A (ja) 高合金冷間ダイス鋼
CN105506647A (zh) 超韧性低碳钢螺丝的热处理生产工艺
CN110964973A (zh) 一种高锰cadi及其热处理方法
CN106834936A (zh) 农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺
CN108950366B (zh) 一种耐磨性好的球墨铸铁制件的加工方法
CN102953013A (zh) 热锻模压铸模用模具钢的制备工艺
CN112048668B (zh) 一种高硬度盾构刀具用钢及其制造方法
CN106868258A (zh) 一种高碳铬钢碳化物超细化处理工艺
CN107904506B (zh) 一种耐磨衬板合金钢
CN107685129B (zh) 一种重型电动机轴的锻件制备方法
CN104178691A (zh) 一种高强度冶金锯片用钢及其热处理方法
CN107674944B (zh) 一种花键轴的调质处理方法
CN108690935B (zh) 一种高品质合金工具钢板及生产方法
CN107217212B (zh) 一种高强韧耐磨鄂板用贝氏体钢及其制备方法
CN112795722A (zh) 一种奥贝球铁等温淬火技术
CN112011739A (zh) 一种高韧性铁合金及其制备方法和应用
KR20200074472A (ko) 가공성이 향상된 오스템퍼드 구상흑연주철의 제조방법
JP4175933B2 (ja) 短時間の窒化処理で高い表面硬さと深い硬化深さの得られる窒化鋼部品及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170613