CN109536826A - 一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿及其生产工艺，涉及斗齿生产技术领域。所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C 1.0‑2.0wt％，Cr 14.0‑18.0wt％，Si 0.8‑1.2wt％，Ti 0.3‑0.5wt％，Mn 1.0‑2.0wt％，Ni 1.0‑2.0wt％，In 0.1‑0.3wt％，Y 0.2‑0.4wt％，Nb 0.05‑0.09wt％，Sr 0.1‑0.3wt％，Pb 0.6‑1.0wt％，P 0.06‑0.10wt％，S 0.02‑0.06wt％，消泡剂1.6‑2.0wt％，硬化剂1.2‑1.6wt％，分散剂1.4‑1.8wt％，余量为Fe和杂质。本发明采用多种耐腐蚀组分作为斗齿填料，并且通过合理的配比，使得各组分相互协同，显著提高了斗齿的耐腐蚀性能，同时通过添加剂和碳氮共渗的处理方式，使制得的斗齿具有高硬度和高耐腐蚀性的特性，方便使用，性能优越。

Description

一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿及其生产工艺
技术领域
本发明涉及斗齿生产技术领域，具体涉及一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿及其生产工艺。
背景技术
挖掘机斗齿是挖掘机上的重要易耗部件，类似于人的牙齿，是由齿座和齿尖组成的组合斗齿，二者靠销轴连接。斗齿在作业过程中直接与砂、土、岩石、矿物等接触，不仅磨损严重，由于工况条件恶劣，常常在砂土的作用下发生腐蚀，消耗量大。传统的斗齿材质为高锰钢，但存在使用寿命短、耐腐蚀性差的缺点。
目前斗齿的配方组成和生产工艺不合理，导致斗齿的耐腐蚀性较差，给使用者带来了较大的麻烦。本发明提供一种用于疏浚挖掘机斗齿的耐腐蚀斗齿，克服现有疏浚挖掘机斗齿使用寿命短、耐腐蚀性差的缺陷。提高斗齿的耐腐蚀性能，大幅降低成本及劳动强度。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿及其生产工艺，本发明采用多种耐腐蚀组分作为斗齿填料，并且通过合理的配比，使得各组分相互协同，显著提高了斗齿的耐腐蚀性能，同时通过添加剂和碳氮共渗的处理方式，使制得的斗齿具有高硬度和高耐腐蚀性的特性，方便使用，性能优越。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C1.0-2.0wt％，Cr 14.0-18.0wt％，Si 0.8-1.2wt％，Ti 0.3-0.5wt％，Mn 1.0-2.0wt％，Ni1.0-2.0wt％，In 0.1-0.3wt％，Y 0.2-0.4wt％，Nb 0.05-0.09wt％，Sr 0.1-0.3wt％，Pb0.6-1.0wt％，P 0.06-0.10wt％，S 0.02-0.06wt％，消泡剂1.6-2.0wt％，硬化剂1.2-1.6wt％，分散剂1.4-1.8wt％，余量为Fe和杂质。
优选的，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C 1.5wt％，Cr 16.0wt％，Si1.0wt％，Ti 0.4wt％，Mn 1.5wt％，Ni 1.5wt％，In 0.2wt％，Y 0.3wt％，Nb 0.07wt％，Sr0.2wt％，Pb 0.8wt％，P 0.08wt％，S 0.04wt％，消泡剂1.8wt％，硬化剂1.4wt％，分散剂1.6wt％，余量为Fe和杂质。
优选的，所述消泡剂由乳化硅油和有机硅氧烷以质量比为1:1混合而成。
优选的，所述硬化剂为双氰胺。
优选的，所述分散剂由十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸以质量比为1:1混合而成。
优选的，所述斗齿的生产工艺包括以下步骤：
(1)按质量百分比将含有Fe、C、Cr、Si、Ti、Mn、Ni、P和S的原料加入熔炼炉中，并且加入分散剂，分散剂的加入量为原料中分散剂量的1/2，升温至1620-1640℃，并且调整转速至200-300r/min，混炼1-1.5h后得斗齿基料；
(2)按质量百分比向上述步骤(1)的熔炼炉内加入含有In、Y、Nb、Sr、Pb、P和S的原料，再加入剩余的分散剂，并且调整转速至300-400r/min，继续混炼1.5-2h后加入消泡剂和硬化剂，消泡20-30min后保温0.5-1h，得斗齿原料；
(3)将上述步骤(2)中的斗齿原料打入模具中浇注成型，保持浇筑温度为1420-1440℃，浇筑在25-35s的时间内完成，待铸件冷却至室温后脱模得斗齿粗品；
(4)将上述步骤(2)中的斗齿粗品放入渗碳炉中进行碳氮共渗，升温至560-580℃，通氨排气保持炉内气压为500-600Pa，再匀速的缓慢滴加无水乙醇，保压共渗3.5-4.5h后停止滴加无水乙醇，并且停止通氨，待斗齿粗品冷却至室温得到斗齿成品；
(5)将上述步骤(4)中的斗齿成品置于淬火箱中进行热处理，升温至860-880℃，保温3.5-4.5h后冷却至室温得到产品。
优选的，步骤(3)中保持斗齿原料的出炉温度为1500-1520℃。
优选的，步骤(4)中以500-560L/h的速度进行通氨排气，以50-60d/min的速度滴加无水乙醇。
本发明提供一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿及其生产工艺，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用Cr、Si、Ti、Mn、Ni、In、Y、Nb、Sr和Pb等多种耐腐蚀组分作为斗齿填料，并且优化了各个组分的配比，使斗齿配方更加合理，各组分相互协同，显著提高了斗齿的机械性能，使其具有高韧性、高硬度、高抗拉强度和高耐腐蚀性的特性。
(2)本发明采用消泡剂和硬化剂，并且将其分成两次添加到斗齿原料中，有效消除斗齿原料中的气泡，且有效增强了斗齿的硬度，使制得的斗齿更加坚硬，同时分散剂的使用使得各组分在原料内均匀分布，性能均匀，方便使用；
(3)本发明通过对斗齿粗品进行碳氮共渗，有效增强了斗齿的机械性能，使得斗齿内部组分更加饱满，减小缝隙，从而有效防止外界腐蚀物质的入侵，并且在共渗时通过对温度、气压、流速和时间的控制，有效提高了斗齿的共渗效果，使制得的斗齿性能优越。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例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。
实施例1：
一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C1.0wt％，Cr 14.0wt％，Si 0.8wt％，Ti 0.3wt％，Mn 1.0wt％，Ni 1.0wt％，In 0.1wt％，Y0.2wt％，Nb 0.05wt％，Sr 0.1wt％，Pb 0.6wt％，P 0.06wt％，S 0.02wt％，消泡剂1.6wt％，硬化剂1.2wt％，分散剂1.4wt％，余量为Fe和杂质。
其中，消泡剂由乳化硅油和有机硅氧烷以质量比为1:1混合而成；硬化剂为双氰胺；分散剂由十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸以质量比为1:1混合而成。
所述斗齿的生产工艺包括以下步骤：
(1)按质量百分比将含有Fe、C、Cr、Si、Ti、Mn、Ni、P和S的原料加入熔炼炉中，并且加入分散剂，分散剂的加入量为原料中分散剂量的1/2，升温至1620-1640℃，并且调整转速至200-300r/min，混炼1-1.5h后得斗齿基料；
(2)按质量百分比向上述步骤(1)的熔炼炉内加入含有In、Y、Nb、Sr、Pb、P和S的原料，再加入剩余的分散剂，并且调整转速至300-400r/min，继续混炼1.5-2h后加入消泡剂和硬化剂，消泡20-30min后保温0.5-1h，得斗齿原料；
(3)将上述步骤(2)中的斗齿原料打入模具中浇注成型，保持斗齿原料的出炉温度为1500-1520℃，保持浇筑温度为1420-1440℃，浇筑在25-35s的时间内完成，待铸件冷却至室温后脱模得斗齿粗品；
(4)将上述步骤(2)中的斗齿粗品放入渗碳炉中进行碳氮共渗，升温至560-580℃，以500-560L/h的速度进行通氨排气保持炉内气压为500-600Pa，再以50-60d/min的速度滴加无水乙醇，保压共渗3.5-4.5h后停止滴加无水乙醇，并且停止通氨，待斗齿粗品冷却至室温得到斗齿成品；
(5)将上述步骤(4)中的斗齿成品置于淬火箱中进行热处理，升温至860-880℃，保温3.5-4.5h后冷却至室温得到产品。
实施例2：
一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C1.5wt％，Cr 16.0wt％，Si 1.0wt％，Ti 0.4wt％，Mn 1.5wt％，Ni 1.5wt％，In 0.2wt％，Y0.3wt％，Nb 0.07wt％，Sr 0.2wt％，Pb 0.8wt％，P 0.08wt％，S 0.04wt％，消泡剂1.8wt％，硬化剂1.4wt％，分散剂1.6wt％，余量为Fe和杂质。
其中，消泡剂由乳化硅油和有机硅氧烷以质量比为1:1混合而成；硬化剂为双氰胺；分散剂由十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸以质量比为1:1混合而成。
所述斗齿的生产工艺包括以下步骤：
(1)按质量百分比将含有Fe、C、Cr、Si、Ti、Mn、Ni、P和S的原料加入熔炼炉中，并且加入分散剂，分散剂的加入量为原料中分散剂量的1/2，升温至1620-1640℃，并且调整转速至200-300r/min，混炼1-1.5h后得斗齿基料；
(2)按质量百分比向上述步骤(1)的熔炼炉内加入含有In、Y、Nb、Sr、Pb、P和S的原料，再加入剩余的分散剂，并且调整转速至300-400r/min，继续混炼1.5-2h后加入消泡剂和硬化剂，消泡20-30min后保温0.5-1h，得斗齿原料；
(3)将上述步骤(2)中的斗齿原料打入模具中浇注成型，保持斗齿原料的出炉温度为1500-1520℃，保持浇筑温度为1420-1440℃，浇筑在25-35s的时间内完成，待铸件冷却至室温后脱模得斗齿粗品；
(4)将上述步骤(2)中的斗齿粗品放入渗碳炉中进行碳氮共渗，升温至560-580℃，以500-560L/h的速度进行通氨排气保持炉内气压为500-600Pa，再以50-60d/min的速度滴加无水乙醇，保压共渗3.5-4.5h后停止滴加无水乙醇，并且停止通氨，待斗齿粗品冷却至室温得到斗齿成品；
(5)将上述步骤(4)中的斗齿成品置于淬火箱中进行热处理，升温至860-880℃，保温3.5-4.5h后冷却至室温得到产品。
实施例3：
一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C2.0wt％，Cr 18.0wt％，Si 1.2wt％，Ti 0.5wt％，Mn 2.0wt％，Ni 2.0wt％，In 0.3wt％，Y0.4wt％，Nb 0.09wt％，Sr 0.3wt％，Pb 1.0wt％，P 0.10wt％，S 0.06wt％，消泡剂2.0wt％，硬化剂1.6wt％，分散剂1.8wt％，余量为Fe和杂质。
其中，消泡剂由乳化硅油和有机硅氧烷以质量比为1:1混合而成；硬化剂为双氰胺；分散剂由十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸以质量比为1:1混合而成。
所述斗齿的生产工艺包括以下步骤：
(1)按质量百分比将含有Fe、C、Cr、Si、Ti、Mn、Ni、P和S的原料加入熔炼炉中，并且加入分散剂，分散剂的加入量为原料中分散剂量的1/2，升温至1620-1640℃，并且调整转速至200-300r/min，混炼1-1.5h后得斗齿基料；
(2)按质量百分比向上述步骤(1)的熔炼炉内加入含有In、Y、Nb、Sr、Pb、P和S的原料，再加入剩余的分散剂，并且调整转速至300-400r/min，继续混炼1.5-2h后加入消泡剂和硬化剂，消泡20-30min后保温0.5-1h，得斗齿原料；
(3)将上述步骤(2)中的斗齿原料打入模具中浇注成型，保持斗齿原料的出炉温度为1500-1520℃，保持浇筑温度为1420-1440℃，浇筑在25-35s的时间内完成，待铸件冷却至室温后脱模得斗齿粗品；
(4)将上述步骤(2)中的斗齿粗品放入渗碳炉中进行碳氮共渗，升温至560-580℃，以500-560L/h的速度进行通氨排气保持炉内气压为500-600Pa，再以50-60d/min的速度滴加无水乙醇，保压共渗3.5-4.5h后停止滴加无水乙醇，并且停止通氨，待斗齿粗品冷却至室温得到斗齿成品；
(5)将上述步骤(4)中的斗齿成品置于淬火箱中进行热处理，升温至860-880℃，保温3.5-4.5h后冷却至室温得到产品。
实施例4：
检测本发明斗齿的耐腐蚀性能，选取上述实施例1-3所制得的斗齿和市面上普通的斗齿，采用盐雾试验方法检测斗齿的耐腐蚀性(腐蚀时间：h)，以实施例1-3所得斗齿为实验组1-3，普通斗齿为对照组，结果如下表所示：
组别 实验组1 实验组2 实验组3 对照组
腐蚀时间 8.0 12.5 9.5 3.5
由上表可知，由于腐蚀时间越长耐腐蚀性越强，因此本发明所制得斗齿的耐腐蚀性远远优于普通斗齿，且实施例2所制得斗齿的耐腐蚀性能最佳。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (8)

1.一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，其特征在于，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C 1.0-2.0wt％，Cr 14.0-18.0wt％，Si 0.8-1.2wt％，Ti 0.3-0.5wt％，Mn 1.0-2.0wt％，Ni 1.0-2.0wt％，In 0.1-0.3wt％，Y 0.2-0.4wt％，Nb 0.05-0.09wt％，Sr 0.1-0.3wt％，Pb 0.6-1.0wt％，P 0.06-0.10wt％，S 0.02-0.06wt％，消泡剂1.6-2.0wt％，硬化剂1.2-1.6wt％，分散剂1.4-1.8wt％，余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，其特征在于，所述斗齿按照质量百分比由以下组分组成：C 1.5wt％，Cr 16.0wt％，Si 1.0wt％，Ti 0.4wt％，Mn1.5wt％，Ni 1.5wt％，In 0.2wt％，Y 0.3wt％，Nb 0.07wt％，Sr 0.2wt％，Pb 0.8wt％，P0.08wt％，S 0.04wt％，消泡剂1.8wt％，硬化剂1.4wt％，分散剂1.6wt％，余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，其特征在于，所述消泡剂由乳化硅油和有机硅氧烷以质量比为1:1混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，其特征在于，所述硬化剂为双氰胺。
5.根据权利要求1所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，其特征在于，所述分散剂由十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸以质量比为1:1混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿，其特征在于，所述斗齿的生产工艺包括以下步骤：
(1)按质量百分比将含有Fe、C、Cr、Si、Ti、Mn、Ni、P和S的原料加入熔炼炉中，并且加入分散剂，分散剂的加入量为原料中分散剂量的1/2，升温至1620-1640℃，并且调整转速至200-300r/min，混炼1-1.5h后得斗齿基料；
(2)按质量百分比向上述步骤(1)的熔炼炉内加入含有In、Y、Nb、Sr、Pb、P和S的原料，再加入剩余的分散剂，并且调整转速至300-400r/min，继续混炼1.5-2h后加入消泡剂和硬化剂，消泡20-30min后保温0.5-1h，得斗齿原料；
(3)将上述步骤(2)中的斗齿原料打入模具中浇注成型，保持浇筑温度为1420-1440℃，浇筑在25-35s的时间内完成，待铸件冷却至室温后脱模得斗齿粗品；
(4)将上述步骤(2)中的斗齿粗品放入渗碳炉中进行碳氮共渗，升温至560-580℃，通氨排气保持炉内气压为500-600Pa，再匀速的缓慢滴加无水乙醇，保压共渗3.5-4.5h后停止滴加无水乙醇，并且停止通氨，待斗齿粗品冷却至室温得到斗齿成品；
(5)将上述步骤(4)中的斗齿成品置于淬火箱中进行热处理，升温至860-880℃，保温3.5-4.5h后冷却至室温得到产品。
7.根据权利要求6所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿的生产工艺，其特征在于：步骤(3)中保持斗齿原料的出炉温度为1500-1520℃。
8.根据权利要求6所述的一种疏浚挖掘机用耐腐蚀斗齿的生产工艺，其特征在于：步骤(4)中以500-560L/h的速度进行通氨排气，以50-60d/min的速度滴加无水乙醇。
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