CN109963984A - 工程机械铲斗配件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的工程机械配件包括：本体(body)，其包括低合金铸钢；以及耐磨顶端(tip)，其铸造接合于所述本体的一端部，且包括白铸铁。所述工程机械配件包括异种材质，且具有被提高的经济性和耐磨耗性。

Description

工程机械铲斗配件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种工程机械铲斗配件及其制造方法。更详细而言，本发明涉及一种包括异种材质的工程机械铲斗配件及其制造方法。
背景技术
例如，作为工程机械的一种的轮式装载机是用于装载土砂或骨料并移动或装车的土木机械，其可以在车体的前方部具备斗杆(arm)，且在所述斗杆的端部设置用于装载土砂或骨料的铲斗。
所述铲斗可以由具有硬度值的钢板制造，以提高耐磨耗性。然而，由于所述铲斗通过焊接来制造，为确保焊接性，在混合碳或合金成分时受限，因而可能难以获得期望的硬度值。从而，取代焊接方式，可以通过结合的方式来安装硬度值较高的齿尖(tooth point)、防护罩(shroud)、切割件(cutter)等之类的铸钢配件，以减少铲斗的损伤。然而，所述配件同样因磨耗在使用寿命上有限，需要周期性的更换。当所述配件的更换周期过短时，可能会增加管理费用、降低作业效率。
例如，实用新型文献1公开了一种为提高结合于铲斗的齿尖的耐磨耗寿命而弧焊接较高硬度的碳化钨的技术。然而，碳化钨需要较高的费用，且固定碳化钨的填充金属的耐磨耗性较低，因而可能会发生碳化钨从齿尖脱落的现象。
现有技术文献
实用新型文献
1：韩国公开实用新型公报第1999-011857号(1999.03.25)
发明内容
技术课题
本发明的一课题在于，提供一种具有优秀的机械特性的工程机械铲斗配件。
本发明的另一课题在于，提供一种具有优秀的机械特性的工程机械铲斗配件的制造方法。
技术方案
用于实现上述本发明的一课题的工程机械铲斗配件可以包括：本体(body)，其包括低合金铸钢；以及耐磨顶端(tip)，其铸造接合于所述本体的一端部，且包括白铸铁。
在示例性的实施例中，所述本体的低合金铸钢可以是相对于总重量的碳的含量为0.25重量％至0.36重量％。
在示例性的实施例中，可以是，所述本体具有约490至550范围的HB(布氏硬度)，所述耐磨顶端具有约60至约65的HRC(洛氏硬度)。
在示例性的实施例中，所述工程机械铲斗配件可以是安装于工程机械铲斗的齿尖(tooth point)、防护罩(shroud)或切割件(cutter)。
在示例性的实施例中，可以是，所述本体包括具备于底面侧的插入柱，所述耐磨顶端包括形成于中央部的孔。可以是，所述耐磨顶端以使所述插入柱紧固于所述孔的方式向所述本体的底面侧结合。
在示例性的实施例中，可以是，所述耐磨顶端的上面与所述本体和形成铸造接合面，且所述耐磨顶端的所述上面包括凸出的曲面。
在示例性的实施例中，可以是，在所述插入柱，从所述本体的底面凸出的高度越增加，厚度越厚。
在示例性的实施例中，所述耐磨顶端可以包括：向所述本体的底面侧插入且通过形成于内部的孔与所述本体结合的第一耐磨顶端；以及向所述本体的上面侧插入且具有棒形状的第二耐磨顶端。
在示例性的实施例中，所述耐磨顶端的白铸铁可以包括相对于总重量的约2.3重量％至约3.3重量％的碳(C)、约15重量％至越25重量％的铬(Cr)、约0.4重量％至约1重量％的硅(Si)、约0.6重量％至约1重量％的锰(Mn)、约0.6重量％至约1重量％的钼(Mo)、约0.4重量％至约0.8重量％的镍(Ni)、超过0重量％且约0.3重量％以下的铜(Cu)、杂质及余量的铁(Fe)。
根据用于实现上述本发明的另一课题的工程机械铲斗配件的制造方法，可以使用包括相对于总重量的约2.3重量％至约3.3重量％的碳(C)、约15重量％至约25重量％的铬(Cr)、约0.4重量％至约1重量％的硅(Si)、约0.6重量％至约1重量％的锰(Mn)、约0.6重量％至约1重量％的钼(Mo)、约0.4重量％至约0.8重量％的镍(Ni)、超过0重量％且约0.3重量％以下的铜(Cu)、杂质及余量的铁(Fe)的白铸铁来形成耐磨顶端。可以将所述耐磨顶端固定于工程机械配件铸模。可以向所述铸模注入包括相对于总重量的约0.25重量％至约0.36重量％的碳的低合金铸钢熔液来形成与所述耐磨顶端铸造接合的本体。
在示例性的实施例中，形成所述耐磨顶端后，可以在约940℃至约980℃的温度下执行完全退火(full annealing)。
在示例性的实施例中，注入所述低合金铸钢熔液来形成所述本体后，可以依次执行约900℃至约950℃的温度下的淬火(quenching)及约180℃至约250℃温度下的回火(tempering)。
发明的效果
如前述，根据本发明的示例性的实施例，工程机械铲斗配件可以包括通过铸造接合工程安装于包括低合金铸钢的本体(body)的耐磨顶端(tip)。所述耐磨顶端可以由硬度优秀且价格低廉的白铸铁形成。因此，所述工程机械铲斗配件包括异种材质，相对于价格的耐磨耗性能优秀，且具有被延长的配件更换周期，因而能够实现工程机械的作业效率的提高和维护费用的削减。
但是，本发明的课题及效果并不限于上述内容，在不脱离本发明的思想及区域的范围内，可以被多样地扩展。
附图说明
图1是示出示例性的实施例的工程机械铲斗配件的侧面图。
图2、图3及图4分别是示于图1的“A”部分的底视图、侧剖视图及正剖视图。
图5和图6分别是示出示例性的实施例的耐磨顶端的立体图和剖视图。
图7是用于说明示例性的实施例的工程机械铲斗配件的制造方法的工程顺序图。
图8是示出示例性的实施例的工程机械铲斗配件的耐磨顶端和本体的铸造接合部分的微细组织的图像。
图9是示出示例性的实施例的耐磨顶端的微细组织的图像。
图10是示出根据实施例及比较例来制造的工程机械铲斗配件的耐磨耗性能试验结果的图表。
具体实施方式
对于本文所公开的本发明的实施例，特定的结构性乃至功能性说明只是以用于说明本发明的实施例的目的例示的，本发明的实施例可以被实施为多样的形态，不应解释为限于本文所说明的实施例。
本发明可以追加多样的变更，且可以具有多种形态，一些特定实施例将例示于附图，并在本文中详细说明。但是，这并不意图将本发明限定于特定的公开形态，而是应理解为包括落入本发明的思想和技术范围内的所有变更、均等物乃至替代物。
第一、第二等术语可以用于说明多种构成要素，但这些构成要素不应为这些术语所限定。这些术语可以用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
本申请中使用的术语“约”在所公开的含量、浓度等之类的数值上被理解为还包括被典型地提及的数值的均等物范围内的+/-范围。
本申请中使用的术语“余量”指除了所提及的成分以外的剩余量，当进一步包括别的成分时，应理解为能够可变地变化的开放的含义。
在本申请中，一些实施例可以以范围形式公开。对范围的说明应理解为除了所有可能的子范围外，还公开该范围内的个别数值。
在本申请中使用的术语仅为说明特定的实施例而使用，并不意图限定本发明。除非上下文中明确不同地定义，单数的表述包括复数的表述。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为用于指定所设特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，并非预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或可附加性。
除非不同地定义，包括技术术语或科技术语在内，此处使用的所有术语是与本发明所属技术领域中的一般的技术人员所通常理解的含义相同的含义。如通常使用的词典中已定义的术语应被解释为与相关技术的上下文中具有的含义一致的含义，除非本申请中明确定义，不解释为理想的或过于形式性的含义。
图1是示出示例性的实施例的工程机械铲斗配件的侧面图。图2、图3及图4分别是示于图1的“A”部分的底视图、侧剖视图及正剖视图。
例如，所述工程机械铲斗配件可以被用作结合于工程机械铲斗的齿尖(t oothpoint)。
根据示例性的实施例，所述工程机械铲斗配件可以包括本体100(body)及与本体100结合的耐磨顶端(例如，200、250)。可以具备至少一个耐磨顶端，图1中示例性地示出作为耐磨顶端具备第一耐磨顶端200及第二耐磨顶端250的工程机械铲斗配件。
可以在本体100的一侧形成插入部110。可以通过插入部110插入工程机械铲斗的齿套(tooth adapter)。所述齿尖之类的工程机械铲斗配件可以通过所述齿套固定设置于工程机械的铲斗(例如，唇板(lip plate))。
本体100的另一侧(用“A”表示)可以包括第一表面100a和第二表面100b。第一表面100a和第二表面100b分别可以相当于本体100的另一侧的底面和上面。
在一些实施例中，第一表面100a可以实质上平坦。如图2所图示，可以在所述端部的第一表面100a侧形成凹部115。第二表面100b可以包括实质上凸出的曲面。
根据示例性的实施例，本体100可以包括低合金铸钢。在一些示例性的实施例中，本体100可以由相对于总重量的碳(C)的含量为约0.25重量％至约0.36重量％的低合金铸钢形成。
作为所述合金成分的非限制性的例子，可以例举锰(Mn)、硅(Si)、铜(Cu)、铝(Al)、铬(Cr)等。
根据示例性的实施例，第一耐磨顶端200可以向本体100的第一表面100a侧结合。第一耐磨顶端200可以在内部包括孔210(hole)。具备于本体100的第一表面100a侧的插入柱120可以被插入至第一耐磨顶端200的孔210的内部。因此，可以强化向第一耐磨顶端200的本体100的结合力。
在示例性的实施例中，本体100可以具备至少一个安装部。所述安装部相当于结合耐磨顶端的部位，图1中示出了安装部包括第一凹槽130和第二凹槽240的实施例。插入柱120可以从形成于第一表面100a的第一凹槽130的内部面凸出形成。插入柱120可以具有厚度(直径)均一的柱形状。不同于此，插入柱120可以具有越远离第一凹槽130的内部面则厚度越厚的形状。通过使插入柱120的远端部(distal portion)形成为具有比近端部(proximal portion)厚的形状，能够更有效地防止第一耐磨顶端200从本体100脱离。虽然未图示，第一凹槽130可以以呈越趋向插入柱120的远端部则截面积越窄的形状的方式使内侧面形成得倾斜来进一步增大与耐磨顶端200的结合力。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械铲斗配件还可以包括第二耐磨顶端250。第二耐磨顶端250可以结合于本体200的第二表面100b。例如，第二耐磨顶端250可以具有嵌入于形成在本体200的另一侧上面的第二凹槽240的棒形状。
在一些实施例中，第二耐磨顶端250的上面还可以根据第二表面100b的轮廓而包括凸出的曲面。
根据示例性的实施例，耐磨顶端200、250可以包括白铸铁。在一些示例性的实施例中，耐磨顶端200、250可以由包括相对于总重量的约2.3重量％至约3.3重量％的碳(C)、约15重量％至约25重量％的铬(Cr)、约0.4重量％至约1重量％的硅(Si)、约0.6重量％至约1重量％的锰(Mn)、约0.6重量％至约1重量％的钼(Mo)、约0.4重量％至约0.8重量％的镍(Ni)、超过0重量％且约0.3重量％以下的铜(Cu)、杂质及余量的铁(Fe)的白铸铁形成。
在一些实施例中，所述杂质也可以进一步包括磷(P)、硫磺(S)等之类的非金属杂质。
图5和图6分别是示出示例性的实施例的耐磨顶端的立体图和剖视图。例如，图5和图6图示了上述第一耐磨顶端。
参照图5和图6，耐磨顶端300可以包括实质上多边形平面。如图5所图示，耐磨顶端300例如可以包括梯形形状的上面和/或底面。但是，并不特殊限制耐磨顶端300的形状，如图2所图示，也可以包括回飞镖形状的凹多边形平面。
如图5所图示，耐磨顶端300在中央部包括孔310，如参照图1、图2、图3及图4所说明，本体100的插入柱120可以被插入至孔310的内部。
如图6所图示，耐磨顶端300可以包括第一面300a和第二面300b。第一面300a和第二面300b分别可以相当于耐磨顶端300的上面和底面。
根据示例性的实施例，第一面300a可以包括凸出的曲面。第一面300a可以被插入至本体100内部而与本体10的表面接触。随着向耐磨顶端300的一侧面凸出地形成铸造接合于作为安装部的第一凹槽130的面，即第一面300a，强化与本体100的结合力，从而能够防止磨端300的脱离。
在一些实施例中，第二面300b可以实质上扁平。第二面300b可以露出于所述工程机械铲斗配件的外部，在实际作业时可以露出于磨耗环境。
如上述，示例性的实施例的工程机械铲斗配件可以具有包括由低合金铸钢形成的本体100及由白铸铁形成的耐磨顶端200、250的异种材质结构。通过在工程作业中需要强化耐磨耗性的端部使用价格相对低廉且硬度优秀的白铸铁来结合耐磨顶端200、250，能够延长所述工程机械铲斗配件的更换周期，且可以提高工程机械的作业效率。
如上述，所述工程机械铲斗配件可以被用作齿尖。但是，并不特殊限定所述工程机械铲斗配件的用途，也可以适用于防护罩(shroud)或切割件(cutter)之类的多种配件。
图7是用于说明示例性的实施例的工程机械铲斗配件的制造方法的工程顺序图。
参照图7，例如，可以在步骤S10中使用白铸铁来成型耐磨顶端。
如上述，所述耐磨顶端可以使用包括相对于总重量的约2.3重量％至约3.3重量％的碳、约15重量％至约25重量％的铬、约0.4重量％至约1重量％的硅、约0.6重量％至约1重量％的锰、约0.6重量％至约1重量％的钼、约0.4重量％至约0.8重量％的镍、超过0重量％且约0.3重量％以下的铜及余量的铁(Fe)的白铸铁来形成。
碳和铬例如可以被提供为通过形成M7C3碳化物(例如，Carbide)来提高白铸铁的硬度，并提高耐磨耗性的主成分。但是，当碳和铬的组合不适当时，可能会因所述M7C3碳化物过度增加而增加脆性，或者，可能会因所述M7C3碳化物的量不足而降低耐磨耗性。
当铬的含量低于约15重量％时，可能会因所述M7C3碳化物的量过度减少而难以确保充分的耐磨耗性能。相反，当铬的含量超过约25重量％时，可能会因所述M7C3碳化物的量过度增加而导致所述耐磨顶端的脆性急剧增加。
在一些示例性的实施例中，碳的约2.3重量％可以是当铬的含量为约25重量％时能够通过生成所述M7C3碳化物来提高硬度的最小含量。当碳的含量超过约3.3重量％时，较之于由铬约15重量％形成的所述M7C3碳化物的量，碳被分配至基体(matrix)的量相对增加而在所述基体形成铁氧体，例如，相对于奥氏体的保持碳化物的特性下降而减弱耐磨耗性。
用于形成所述耐磨顶端的白铸铁可以包括相对于总重量的约0.4重量％至约1重量％的硅。当硅的含量低于约0.4重量％时，白铸铁的铸造性下降，当超过约1.0重量％时，铸造时可能会生成二氧化硅(SiO2)之类的副产物，使得恶化白铸铁的韧性劣化。
用于形成所述耐磨顶端的白铸铁可以包括相对于总重量的约0.6重量％至约1重量％的锰。当锰的含量低于约0.6重量％时，在执行后述完全退火(full annealing)时，可能无法进行通过铁氧体相变的M3C的析出。若锰的含量超过约1重量％，在后述淬火工程时，可能会诱发白铸铁的龟裂或变形。
用于形成所述耐磨顶端的白铸铁可以包括相对于总重量的约0.6重量％至约1重量％的钼。钼是与铬一同形成碳化物的合金元素的同时，能够防止回火脆性，当低于约0.6重量％时，可能难以实现上述特性。当钼的含量超过约1重量％时，可能会因形成所述碳化物以外被分配至所述基体的量增加而增加脆性。
镍可以被添加至用于形成所述耐磨顶端的白铸铁而加大所述基体的韧性，有助于基体组织的微细化。镍可以被添加至所述白铸铁的相对于总重量的约0.4重量％至约0.8重量％的含量。当镍的含量为低于约0.4重量％时，可能无法充分实现上述基体组织的韧性增大微细化效果。相反，当镍的含量超过约0.8重量％时，可能会因与铬和钼一同增大淬透性，反而减少韧性增大效果。
铜可以被添加至所述白铸铁而强化所述基体组织。例如，铜可以固溶强化奥氏体或铁氧体来提高屈服强度。铜可以被添加至超过所述白铸铁的相对于总重量的0重量％且约0.3重量％以下的含量。当铜的含量超过约0.3重量％时，可能诱发微细析出硬化，且延伸率过度下降。
可以以所述白铸铁的余量的量包括铁。在一些实施例中，所述余量内可以进一步包括例如磷、硫磺之类的非金属杂质。
例如，可以在步骤S20中对所述耐磨顶端执行第一热处理，根据示例性的实施例，所述第一热处理可以包括在约940℃至约980℃的温度下执行的完全退火(例如，长达约3小时)。通过所述完全退火处理，可以使所述基体的铁氧体析出相变为M3C，从而提高耐磨耗性能。此外，所述基体组织被奥氏体化，从而可以强化保持碳化物的特性。
之后，例如可以在步骤S30中将进行所述完全退火的所述耐磨顶端固定于工程机械铲斗配件(例如，齿尖)铸模。
例如，可以在步骤S40中向所述铸模注入低合金铸钢熔液来形成预备工程机械铲斗配件。
可以为了形成所述工程机械铲斗配件的本体100(参照图1)而注入所述低合金铸钢熔液。如上述，就所述低合金铸钢熔液而言，相对于总重量的碳的含量可以为约0.25重量％至约0.36重量％范围。
例如，可以注入约1,550℃至约1,650℃温度的所述低合金铸钢熔液后冷却而与所述耐磨顶端铸造接合，并制造包括由低合金铸钢形成的本体的所述预备工程机械铲斗配件。
例如，如参照图2或图5所说明，可以是，所述耐磨顶端包括孔210、310，且形成为所述低合金铸钢接触的表面凸出。因此，能够强化所述低合金铸钢与所述耐磨顶端的结合力，防止所述耐磨顶端的脱离。
之后，可以在步骤S50中对所述预备工程机械铲斗配件执行第二热处理来制造工程机械铲斗配件。
根据示例性的实施例，所述第二热处理可以包括依次执行的淬火(quenching)工程及回火(tempering)工程。可以通过所述第二热处理将所述工程机械铲斗配件的硬度调节为期望的范围。
在一些实施例中，可以在约900℃至约950℃的温度下执行所述淬火工程。之后，可以在约180℃至约250℃温度下执行所述回火工程。
通过上述工程，能够制造铸造接合包括低合金铸钢的所述本体及包括白铸铁的所述耐磨顶端的所述工程机械铲斗配件。
在一些实施例中，通过所述第二热处理，可以将包括低合金铸钢的所述本体的硬度调节为HB(布氏硬度)约490至约550，并将包括白铸铁的所述耐磨顶端的硬度调节为HRC(洛氏硬度)约60至约65的范围。
由此，设计为异种材质、异种物性，以提高规定区域的耐磨耗性，从而能够制造提高了机械特性及经济性的工程机械铲斗配件。
下面参照具体实验例进一步详细说明示例性实施例的工程机械铲斗用配件的特性。
实验例
使用下表1中罗列的组成及热处理条件铸造了由实施例及比较例的白铸铁形成的耐磨顶端。具体地，比较例1中省略了热处理，而其余实施例及比较例中，在960℃下执行长达3小时的完全退火。
之后，通过湿砂型铸造法(Green sand casting process)，使用包括碳0.30重量％的低合金铸钢来形成与所述耐磨顶端结合的本体来形成了包括异种材质的齿尖。在910℃下对所述齿尖实施淬火后，在210℃下实施了回火。
图8是示出通过实施例制造的耐磨顶端与本体的铸造接合部分的微细组织的图像，图9是示出通过实施例制造的耐磨顶端的微细组织的图像。
[表1]
如下对包括通过所述实施例及比较例制造的耐磨顶端的齿尖的物性进行了评价，并将其结果示于表2。
1)表面硬度：用洛氏硬度仪(150kg)测量；
2)土砂磨耗量：依据ASTM G65-85(Standard Practice for Conducting DrySand/Runner Wheel Abrasion Tests，用于实施干砂/橡胶轮磨耗试验的标准试验方法)进行评价；
3)KIC(Fracture Toughness：破坏韧性)：依据ASTM E399的KIC测量法进行评价。
[表2]
表面硬度(HRC) 土砂磨耗量(mm<sup>3</sup>) K<sub>IC</sub>(MPam<sup>1/2</sup>)
实施例1 62.8 47.5 29.6
实施例2 63.2 42.8 27.1
实施例3 64.3 43.9 25.6
实施例4 61.5 52.9 27.9
实施例5 60.5 58.3 28.6
比较例1 60.8 77.6 26.5
比较例2 63.0 76.2 17.9
比较例3 58.7 78.5 26.9
比较例4 64.9 40.8 15.9
比较例5 62.4 47.8 14.9
比较例6 60.5 76.5 27.8
比较例7 63.9 43.0 18.9
以往例 63.6 118.4 15.6
所述表2中，标示为以往例的是使用作为现有技术文献记载的韩国公开实用新型公报第1999-011857号中公开的焊接有碳化钨的齿帽的例子。
参照表2可以确认，根据实施例1至实施例5制造的齿尖(耐磨顶端)具有HRC60至65的高硬度，且相对于比较例，耐磨耗性及破坏韧性得到提高。例如，在实施例的情况下，相对于以往例，耐磨耗性改善约2倍以上，且破坏韧性改善至最多约89％。
另一方面，在比较例1的情况下，由于未进行完全退火，未析出M3C，因而耐磨耗性下降。在比较例2的情况下，随着碳的含量过度增加，磨耗量增加。这是因为，相对于与铬结合的含量的碳被分配至基体的量增加而在所述基体形成铁氧体，且奥氏体确实减少，使得保持碳化物的特性下降。在比较例3的情况下，随着相对于铬含量的碳的含量不够而导致碳化物的形成量不足，硬度下降，且磨耗量增加。在较例4的情况下，由于镍含量增加，淬透性增大，因而破坏韧性减小。在比较例5的情况下，由于硅的含量增加，形成铸造缺陷，导致破坏韧性下降。在比较例6的情况下，由于锰含量不够，在所述完全退火时未能诱导M3C的析出，因而磨耗量增加。在比较例7的情况下，由于钼含量的过度增加，除了形成碳化物外被分配至基体的量增加，因而脆性的增加引起的破坏韧性劣化。
通过所述实施例及比较例可以确认，通过上述示例性的实施例的组成的白铸铁的适用及完全退火处理，能够获得满足工程机械的作业特性的，例如，满足破坏韧性25MPam1/2以上且耐磨耗性能得到提高的耐磨顶端。
图10是示出根据实施例及比较例来制造的工程机械铲斗配件的耐磨耗性能试验结果的图表。
具体地，将包括所述实施例1的耐磨顶端的齿尖、所述以往例的齿尖、以及由碳0.3重量％的低合金铸钢构成的齿尖分别结合于轮式装载机的铲斗。之后，在实际骨料作业现场适用所述轮式装载机来测量了不同时间所对应的齿尖的长度变化，且将其结果图示于图10。
参照图10可以确认，在包括所述实施例1的耐磨顶端的齿尖的情况下，相对于以往例的齿尖，寿命提高约2倍以上，相对于通常使用的低合金铸钢，寿命提高约3倍以上。
工业上利用的可能性
根据上述示例性的实施例工程机械铲斗配件可以被用作齿尖(tooth point)、防护罩(shroud)、切割件(cutter)等之类的各种工程机械的辅助配件来提高所述工程机械的耐久性和作业效率。
符号说明
100：本体，100a：第一表面，100b：第二表面，110：插入部，115：凹部，120：插入柱，130：第一凹槽，200：第一耐磨顶端，210、310：孔，240：第二凹槽，250：第二耐磨顶端，300：耐磨顶端。

Claims (12)

1.一种工程机械铲斗配件，其结合于工程机械的铲斗，所述工程机械铲斗配件的特征在于，包括：
本体，其表面形成有至少一个安装部；以及
耐磨顶端，其铸造接合于所述至少一个安装部，
所述本体和所述耐磨顶端由彼此不同的材质的铸铁形成。
2.根据权利要求1所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述本体包括相对于总重量的碳的含量为0.25重量％至0.36重量％的低合金铸钢。
3.根据权利要求1所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述本体具有490至550范围的布氏硬度，所述耐磨顶端具有60至65的洛氏硬度。
4.根据权利要求1所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述工程机械铲斗配件是安装于工程机械铲斗的齿尖、防护罩或切割件。
5.根据权利要求1所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述本体包括具备于所述安装部的插入柱，所述耐磨顶端包括在结合于所述安装部时紧固所述插入柱的孔。
6.根据权利要求5所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述耐磨顶端的与所述安装部铸造接合时成为铸造接合面的一侧面包括凸出的曲面。
7.根据权利要求5所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
在所述插入柱，从所述本体凸出的高度越增加，厚度越厚。
8.根据权利要求1所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述安装部包括形成于所述本体的底面的第一凹槽及形成于所述本体的上面的第二凹槽，
所述耐磨顶端包括被铸造接合为插入固定于所述第一凹槽的第一耐磨顶端和被铸造接合为插入于所述第二凹槽的第二耐磨顶端。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的工程机械铲斗配件，其特征在于，
所述耐磨顶端的白铸铁包括相对于总重量的2.3重量％至3.3重量％的碳、15重量％至25重量％的铬、0.4重量％至1重量％的硅、0.6重量％至1重量％的锰、0.6重量％至1重量％的钼、0.4重量％至0.8重量％的镍、超过0重量％且0.3重量％以下的铜、杂质及余量的铁。
10.一种工程机械铲斗配件的制造方法，其特征在于，包括：
使用包括相对于总重量的2.3重量％至3.3重量％的碳、15重量％至25重量％的铬、0.4重量％至1重量％的硅、0.6重量％至1重量％的锰、0.6重量％至1重量％的钼、0.4重量％至0.8重量％的镍，超过0重量％且0.3重量％以下的铜、杂质及余量的铁的白铸铁来形成耐磨顶端的步骤；
将所述耐磨顶端固定于工程机械配件铸模的步骤；以及
向所述铸模注入包括相对于总重量的0.25重量％至0.36重量％的碳的低合金铸钢熔液来形成与所述耐磨顶端铸造接合的本体的步骤。
11.根据权利要求10所述的程机械铲斗配件的制造方法，其特征在于，还包括：
形成所述耐磨顶端后，在940℃至980℃的温度下执行完全退火的步骤。
12.根据权利要求10所述的程机械铲斗配件的制造方法，其特征在于，还包括：
注入所述低合金铸钢熔液来形成所述本体后，依次执行900℃至950℃的温度下的淬火及180℃至250℃温度下的回火的步骤。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257697A (zh) * 2019-07-16 2019-09-20 安徽海螺川崎装备制造有限公司 一种篦冷机篦板用高耐磨耐热性能铸件及其铸造工艺
CN112921168A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种用于航空发动机精锻叶片真空热处理的装夹装置
CN113235003A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 洛阳钢丰机械制造有限公司 装载机用复合工艺铸造铲刃板及其生产工艺

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207962B4 (de) * 2019-01-11 2023-07-06 Thyssenkrupp Ag Zahn zum Anbringen an eine Baggerschaufel
US11236485B2 (en) 2019-09-23 2022-02-01 Caterpillar Inc. Cutting edge assembly for a work tool associated with a machine
KR102531424B1 (ko) * 2021-02-03 2023-05-15 (주)에스디하이텍 이종재질을 이용한 투스 제작방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3839805A (en) * 1972-09-29 1974-10-08 Caterpillar Tractor Co Open side ground engaging tip
US5502905A (en) * 1994-04-26 1996-04-02 Caterpillar Inc. Tooth having abrasion resistant material applied thereto
CN101182719A (zh) * 2006-11-17 2008-05-21 Tmc股份有限公司 挖掘机铲斗的齿尖及其制造方法
CN204626506U (zh) * 2015-03-02 2015-09-09 烟台开发区蓝鲸金属修复有限公司 一种耐磨复合斗齿
CN204645143U (zh) * 2015-05-14 2015-09-16 浙江华莎驰机械有限公司 一种用于挖掘机的齿套

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2608111A (en) * 1947-06-17 1952-08-26 American Brake Shoe Co Repointer bar and method of repointing teeth
US3286379A (en) * 1964-01-13 1966-11-22 Petersen Gerald A Digging tooth with corrugated cross-section
US3805423A (en) * 1970-06-26 1974-04-23 Caterpillar Tractor Co Bi-metal ripper tip for digging teeth
US3882594A (en) * 1972-02-22 1975-05-13 Servco Co Method of forming a hard facing on the body of a tool
JP2608106B2 (ja) * 1988-06-07 1997-05-07 株式会社クボタ 黒鉛を有する高クロム鋳鉄焼結材
US5111600A (en) * 1991-07-30 1992-05-12 Caterpillar Inc. Tooth with hard material applied to selected surfaces
US5896911A (en) * 1996-03-29 1999-04-27 Caterpillar Inc. Process for making a selectively reinforced ground engaging tool component
KR19990011857A (ko) 1997-07-25 1999-02-18 양재신 자동차의 냉간시동 제어 방법
KR19990011857U (ko) 1998-12-17 1999-03-25 이금형 쇼벨용 포크 전방하단에 설치되는 튜스캡
AUPQ933400A0 (en) * 2000-08-10 2000-08-31 Huggett, Paul A method of manufacturing metallic composites produced thereby
JP2003254096A (ja) * 2001-12-26 2003-09-10 Nippon Piston Ring Co Ltd 排気ブレーキ装置
JP4439238B2 (ja) * 2002-12-25 2010-03-24 株式会社小松製作所 掘削用切刃
WO2009086590A1 (en) * 2008-01-04 2009-07-16 Excalibur Steel Company Pty Ltd Wear resistant components
AU2009329829B2 (en) * 2008-12-23 2016-06-02 Excalibur Steel Company Pty Ltd Method of manufacturing components
RU2610934C9 (ru) 2009-05-29 2017-07-24 Металохения, С.А. Изнашиваемый элемент с повышенной износостойкостью для землеройных работ
KR101250165B1 (ko) 2009-06-08 2013-04-04 최학희 굴착기 버켓트용 팁 및 그 제조방법
CN201459801U (zh) 2009-09-10 2010-05-12 佳木斯大学 一种镶铸复合金属耐磨铲齿
WO2012000023A1 (en) * 2010-06-28 2012-01-05 Excalibur Steel Company Pty Ltd Wear resistant component
JOP20200150A1 (ar) * 2011-04-06 2017-06-16 Esco Group Llc قطع غيار بأوجه مقواه باستخدام عملية التقسية المصلدة والطريقة والتجميع المرافق للتصنيع
CN102430745B (zh) * 2011-08-18 2015-11-25 比亚迪股份有限公司 非晶合金与异质材料结合的方法及复合体
KR20140145699A (ko) 2013-06-14 2014-12-24 주식회사 티엠시 광산용 암석 굴삭기 투스 및 그의 제조 방법
WO2015017894A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Mining Innovations Australia Pty Ltd Wear-resistant armour for mining machinery
US20170233986A1 (en) * 2016-02-15 2017-08-17 Caterpillar Inc. Ground engaging component and method for manufacturing the same
US20170241108A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Caterpillar Inc. Ground Engaging Machine
KR102644057B1 (ko) * 2017-07-20 2024-03-07 에스코 그룹 엘엘씨 연마 용도를 위한 하드페이싱된 제품 및 이를 제조하는 공정

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3839805A (en) * 1972-09-29 1974-10-08 Caterpillar Tractor Co Open side ground engaging tip
US5502905A (en) * 1994-04-26 1996-04-02 Caterpillar Inc. Tooth having abrasion resistant material applied thereto
CN101182719A (zh) * 2006-11-17 2008-05-21 Tmc股份有限公司 挖掘机铲斗的齿尖及其制造方法
CN204626506U (zh) * 2015-03-02 2015-09-09 烟台开发区蓝鲸金属修复有限公司 一种耐磨复合斗齿
CN204645143U (zh) * 2015-05-14 2015-09-16 浙江华莎驰机械有限公司 一种用于挖掘机的齿套

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110257697A (zh) * 2019-07-16 2019-09-20 安徽海螺川崎装备制造有限公司 一种篦冷机篦板用高耐磨耐热性能铸件及其铸造工艺
CN112921168A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种用于航空发动机精锻叶片真空热处理的装夹装置
CN112921168B (zh) * 2021-01-25 2022-11-08 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种用于航空发动机精锻叶片真空热处理的装夹装置
CN113235003A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 洛阳钢丰机械制造有限公司 装载机用复合工艺铸造铲刃板及其生产工艺

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Publication number Publication date
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