JPH07207713A - 土砂掘削用機械及び土砂掘削用爪部部材 - Google Patents
土砂掘削用機械及び土砂掘削用爪部部材Info
- Publication number
- JPH07207713A JPH07207713A JP183594A JP183594A JPH07207713A JP H07207713 A JPH07207713 A JP H07207713A JP 183594 A JP183594 A JP 183594A JP 183594 A JP183594 A JP 183594A JP H07207713 A JPH07207713 A JP H07207713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- less
- bucket
- sand
- excavation
- 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
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
- E02F9/2808—Teeth
- E02F9/285—Teeth characterised by the material used
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
- E02F9/2808—Teeth
- E02F9/2816—Mountings therefor
- E02F9/2825—Mountings therefor using adapters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
- E02F9/2808—Teeth
- E02F9/2816—Mountings therefor
- E02F9/2833—Retaining means, e.g. pins
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】土木用機械等、岩石や土砂を破砕、掘削および
採取する特に、ブルド−ザ−やパワ−ショベル等に装着
されるポイントツ−ス(爪)の耐摩耗性および寿命の向上
を図る。 【構成】土砂掘削用の掘削爪(ポイントツ−ス)を焼もど
し処理によりビッカ−ス硬さが５５０〜７００を有する
マルテンサイトのマトリックス相中にＮｂを主とする複
合炭化物を析出した混合組織をもつ鋼材で構成した。ま
た該鋼材は重量％で、Ｃ：０.３５〜０.５０％、Ｓｉ：
０.３０〜２.００％、Ｍｎ：１.００％以下、Ｐ：０.０
３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｎｉ：１.００〜２.５
０％、Ｃｒ：０.５０〜５.００％、Ｍｏ：０.３０〜１.
５０％、Ｂ：０.０００５〜０.００３％からなる組成
に、さらにＶ／Ｎｂ比が１.０以下(Ｖ：０.１５〜０.６
０％、Ｎｂ：０.１０〜０.５％)を複合含有した鋳鋼材
であることが好ましい。 【効果】土砂掘削爪の使用時の摩耗損傷による寿命の延
長、作業効率の向上並びにコスト低減が図れる。
採取する特に、ブルド−ザ−やパワ−ショベル等に装着
されるポイントツ−ス(爪)の耐摩耗性および寿命の向上
を図る。 【構成】土砂掘削用の掘削爪(ポイントツ−ス)を焼もど
し処理によりビッカ−ス硬さが５５０〜７００を有する
マルテンサイトのマトリックス相中にＮｂを主とする複
合炭化物を析出した混合組織をもつ鋼材で構成した。ま
た該鋼材は重量％で、Ｃ：０.３５〜０.５０％、Ｓｉ：
０.３０〜２.００％、Ｍｎ：１.００％以下、Ｐ：０.０
３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｎｉ：１.００〜２.５
０％、Ｃｒ：０.５０〜５.００％、Ｍｏ：０.３０〜１.
５０％、Ｂ：０.０００５〜０.００３％からなる組成
に、さらにＶ／Ｎｂ比が１.０以下(Ｖ：０.１５〜０.６
０％、Ｎｂ：０.１０〜０.５％)を複合含有した鋳鋼材
であることが好ましい。 【効果】土砂掘削爪の使用時の摩耗損傷による寿命の延
長、作業効率の向上並びにコスト低減が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は建設作業、鉱山掘削等に
用いられる土砂掘削機械に係り、特に岩盤等の破砕、掘
削、採取に使用されるブルド−ザやパワ−ショベル用バ
ケットの耐摩耗、耐久性に優れた爪部を有する土砂掘削
機械及びその爪部部材に関する。
用いられる土砂掘削機械に係り、特に岩盤等の破砕、掘
削、採取に使用されるブルド−ザやパワ−ショベル用バ
ケットの耐摩耗、耐久性に優れた爪部を有する土砂掘削
機械及びその爪部部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記爪部部材は従来、ＪＩＳ規格のＧ３
２２１やＧ５１１１に類似し、かつ、強度、靭性、耐摩
耗性および耐食性を考慮してその含有量を変動させ、さ
らに他の元素を微量添加して、主に、焼入処理後の焼も
どし処理によってビッカ−ス硬さを４５０〜５５０とし
た成分系の鋼種が多く用いられている。
２２１やＧ５１１１に類似し、かつ、強度、靭性、耐摩
耗性および耐食性を考慮してその含有量を変動させ、さ
らに他の元素を微量添加して、主に、焼入処理後の焼も
どし処理によってビッカ−ス硬さを４５０〜５５０とし
た成分系の鋼種が多く用いられている。
【０００３】しかし、近年、岩盤の掘削作業等において
は環境的問題から、従来の爆破工法が制限されることが
多くなり、ブルド−ザやパワ−ショベルに装備された掘
削爪(ポイントツ−ス)による機械化工法による掘削作業
が主力となっている。この場合、極めて高硬度を有する
岩盤等をも掘削の対象とするため、その主要部品である
掘削爪材等の摩耗による損傷が著しくなるとともに、岩
盤との接触面圧の向上による掘削爪表面の温度が上昇
し、その構成部材の表面硬度が低下することにより、耐
摩耗性が損なわれる。そのため、掘削爪を構成する部材
の寿命低下が生じている。なお、掘削時における爪材表
面の温度は条件によって異なるが、５００〜５５０℃ま
で上昇すると言われている。
は環境的問題から、従来の爆破工法が制限されることが
多くなり、ブルド−ザやパワ−ショベルに装備された掘
削爪(ポイントツ−ス)による機械化工法による掘削作業
が主力となっている。この場合、極めて高硬度を有する
岩盤等をも掘削の対象とするため、その主要部品である
掘削爪材等の摩耗による損傷が著しくなるとともに、岩
盤との接触面圧の向上による掘削爪表面の温度が上昇
し、その構成部材の表面硬度が低下することにより、耐
摩耗性が損なわれる。そのため、掘削爪を構成する部材
の寿命低下が生じている。なお、掘削時における爪材表
面の温度は条件によって異なるが、５００〜５５０℃ま
で上昇すると言われている。
【０００４】従って、掘削爪等に用いられる材料は高温
に曝されても硬度の低下が小さい、すなわち焼もどし軟
化温度が高く、かつ耐摩耗性を有する材料を適用するこ
とによる長寿命化が重要となっている。これに対し特開
昭６１−１２８５０号公報ではＣ：０.５〜０.７％、Ｓ
ｉ：０.８〜１.６％、Ｍｎ：１.０〜２.０％、Ｃｒ：
３.０〜５.０％、Ｍｏ：０.８〜１.２％、Ｖ：０.２〜
０.５％、Ｎｂ：０.１〜０.５％、更にＢ：０.００１％
以下添加した鋼をブルド−ザ、パワ−ショベル用の掘削
刃に用いることが開示されている。この材料は作業時の
加熱による材料劣化を考慮した上で、焼もどし軟化温度
が高く、微細炭化物析出による靭性向上もはかられた材
料である。
に曝されても硬度の低下が小さい、すなわち焼もどし軟
化温度が高く、かつ耐摩耗性を有する材料を適用するこ
とによる長寿命化が重要となっている。これに対し特開
昭６１−１２８５０号公報ではＣ：０.５〜０.７％、Ｓ
ｉ：０.８〜１.６％、Ｍｎ：１.０〜２.０％、Ｃｒ：
３.０〜５.０％、Ｍｏ：０.８〜１.２％、Ｖ：０.２〜
０.５％、Ｎｂ：０.１〜０.５％、更にＢ：０.００１％
以下添加した鋼をブルド−ザ、パワ−ショベル用の掘削
刃に用いることが開示されている。この材料は作業時の
加熱による材料劣化を考慮した上で、焼もどし軟化温度
が高く、微細炭化物析出による靭性向上もはかられた材
料である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記材料はＣ量が０．
５％以上と多いため、炭化物の生成量の増加による材料
の高硬度化、すなわち、耐摩耗性の向上は著しい。しか
し、炭化物の生成による、靭性の低下が、使用時の割れ
の発生や焼入れ処理時の焼割れを生ずる。また、Ｍｎの
添加量が１．０％以上となっているが、Ｍｎは析出する
炭化物を粗大化させ、靭性を低下させる。
５％以上と多いため、炭化物の生成量の増加による材料
の高硬度化、すなわち、耐摩耗性の向上は著しい。しか
し、炭化物の生成による、靭性の低下が、使用時の割れ
の発生や焼入れ処理時の焼割れを生ずる。また、Ｍｎの
添加量が１．０％以上となっているが、Ｍｎは析出する
炭化物を粗大化させ、靭性を低下させる。
【０００６】本発明の目的は岩盤等の破砕及び掘削用と
して使用されるブルド−ザやパワ−ショベル等の掘削爪
用の部材に、使用時の摩擦熱による高温加熱に対しても
軟化温度が高いため、硬度の低下が少なく、また、高硬
度による良好な耐摩耗性を有し、かつ、材料靭性が大き
く、使用時に割れが生じないような鋼を用いることによ
り、掘削爪の寿命が長く、従って、保守費用が少ない掘
削機械を提供することにある。
して使用されるブルド−ザやパワ−ショベル等の掘削爪
用の部材に、使用時の摩擦熱による高温加熱に対しても
軟化温度が高いため、硬度の低下が少なく、また、高硬
度による良好な耐摩耗性を有し、かつ、材料靭性が大き
く、使用時に割れが生じないような鋼を用いることによ
り、掘削爪の寿命が長く、従って、保守費用が少ない掘
削機械を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、バケッ
トに取り付けられる、複数の屈曲可能な接続部を介し油
圧、電動機等の動力を伝達するように構成され、更に前
記バケットの回転動作のための支持軸と対向する位置に
設けられる土砂掘削用爪を備える土砂掘削機械におい
て、前記爪部の部材が前記組成を有する組成鋼を部品形
状に溶製後、焼入処理を９００〜１０００℃、焼もどし
処理を３００〜６００℃からなる温度領域での熱処理を
行い、ビッカ−ス硬さを５５０〜７００とし、かつ焼も
どしマルテンサイトのマトリックス中にＮｂを主とする
複合炭化物を析出させた混合組織とした材料とすること
により達成される。
トに取り付けられる、複数の屈曲可能な接続部を介し油
圧、電動機等の動力を伝達するように構成され、更に前
記バケットの回転動作のための支持軸と対向する位置に
設けられる土砂掘削用爪を備える土砂掘削機械におい
て、前記爪部の部材が前記組成を有する組成鋼を部品形
状に溶製後、焼入処理を９００〜１０００℃、焼もどし
処理を３００〜６００℃からなる温度領域での熱処理を
行い、ビッカ−ス硬さを５５０〜７００とし、かつ焼も
どしマルテンサイトのマトリックス中にＮｂを主とする
複合炭化物を析出させた混合組織とした材料とすること
により達成される。
【０００８】また、前記材料として重量％で、Ｃ：０.
３０〜０.５０％、Ｓｉ：０.３０〜２.００％、Ｍｎ：
１.００％以下、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以
下、Ｎｉ：１.００〜３.５０％、Ｃｒ：０.５０〜５.０
０％、Ｍｏ：０.３０〜１.５０％、Ｂ：０.０００５〜
０.００３％、さらに、Ｖ：０.１０〜０.５０％、Ｎ
ｂ：０.１５〜１.００％を含有し、残部は実質的にＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼で前記掘削爪の部材を
構成することによっても本発明の目的は達成される。
３０〜０.５０％、Ｓｉ：０.３０〜２.００％、Ｍｎ：
１.００％以下、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以
下、Ｎｉ：１.００〜３.５０％、Ｃｒ：０.５０〜５.０
０％、Ｍｏ：０.３０〜１.５０％、Ｂ：０.０００５〜
０.００３％、さらに、Ｖ：０.１０〜０.５０％、Ｎ
ｂ：０.１５〜１.００％を含有し、残部は実質的にＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼で前記掘削爪の部材を
構成することによっても本発明の目的は達成される。
【０００９】また、本発明の部品を構成する鋼は、上記
組成の範囲で、かつ、そのＶ／Ｎｂの重量比を１.０以
下とすることが効果的である。
組成の範囲で、かつ、そのＶ／Ｎｂの重量比を１.０以
下とすることが効果的である。
【００１０】
【作用】溶製後、焼入処理を９００〜１０００℃、焼も
どし処理を３００〜６００℃からなる温度領域での熱処
理を行い、ビッカ−ス硬さを５５０〜７００とし、かつ
焼もどしマルテンサイトのマトリックス中にＮｂを主と
する複合炭化物を析出させた混合組織とした材料を用い
ることにより、材料硬度を高めることができるため、耐
摩耗性を付与することができる。特に焼もどし処理温度
を高めることによって、マルテンサイトのマトリックス
中にＮｂを主とする複合炭化物を十分に析出させること
ができるため望ましい。上記の効果が最も得られ易い材
料として、重量％で、Ｃ：０.３０〜０.５０％、Ｓｉ：
０.３０〜２.００％、Ｍｎ：１.００％以下、Ｐ：０.０
３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｎｉ：１.００〜３.５
０％、Ｃｒ：０.５０〜５.００％、Ｍｏ：０.３０〜１.
５０％、Ｂ：０.０００５〜０.００３％、さらに、Ｖ：
０.１０〜０.５０％、Ｎｂ：０.１５〜１.００％を含有
し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼がある。
どし処理を３００〜６００℃からなる温度領域での熱処
理を行い、ビッカ−ス硬さを５５０〜７００とし、かつ
焼もどしマルテンサイトのマトリックス中にＮｂを主と
する複合炭化物を析出させた混合組織とした材料を用い
ることにより、材料硬度を高めることができるため、耐
摩耗性を付与することができる。特に焼もどし処理温度
を高めることによって、マルテンサイトのマトリックス
中にＮｂを主とする複合炭化物を十分に析出させること
ができるため望ましい。上記の効果が最も得られ易い材
料として、重量％で、Ｃ：０.３０〜０.５０％、Ｓｉ：
０.３０〜２.００％、Ｍｎ：１.００％以下、Ｐ：０.０
３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｎｉ：１.００〜３.５
０％、Ｃｒ：０.５０〜５.００％、Ｍｏ：０.３０〜１.
５０％、Ｂ：０.０００５〜０.００３％、さらに、Ｖ：
０.１０〜０.５０％、Ｎｂ：０.１５〜１.００％を含有
し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼がある。
【００１１】以下に、本発明の鋼材の成分それぞれにつ
いての作用について述べる。なお、以下の組成量はすべ
て重量比で記載している。
いての作用について述べる。なお、以下の組成量はすべ
て重量比で記載している。
【００１２】Ｃは強度および硬さを向上し耐摩耗性を付
与するために必要であるとともに、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ等の
元素と結合し炭化物を生成する。しかし、０.３０％以
下では、本発明における組成範囲内では特に、ビッカ−
ス硬さ５５０は得がたく、０.５０％以上で硬さ７００
以上となり、耐摩耗性の付与には有効なものの、焼入処
理時の焼割れ、靭性の劣化による使用時の破壊を生ず
る。そのため、０.３０〜０.５０％が望ましい。更に、
好ましくは、０.３５〜０.４５％である。
与するために必要であるとともに、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ等の
元素と結合し炭化物を生成する。しかし、０.３０％以
下では、本発明における組成範囲内では特に、ビッカ−
ス硬さ５５０は得がたく、０.５０％以上で硬さ７００
以上となり、耐摩耗性の付与には有効なものの、焼入処
理時の焼割れ、靭性の劣化による使用時の破壊を生ず
る。そのため、０.３０〜０.５０％が望ましい。更に、
好ましくは、０.３５〜０.４５％である。
【００１３】Ｓｉは通常、鋼の脱酸のため添加される。
本発明におけるＳｉは焼入れおよび焼もどし処理鋼のマ
トリックス組織中にＮｂ等複合炭化物を析出させる反応
を促進させるために積極的に加える元素である。しか
し、０.３０％以下ではその効果が発揮されず、２.００
％以上ではマトリックスの靭性低下に影響する。そのた
め、望ましくは、硬さや耐摩耗性向上のために炭化物を
生成するＣ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ量にもよるが０.６０〜１.
５０％の範囲が好適である。
本発明におけるＳｉは焼入れおよび焼もどし処理鋼のマ
トリックス組織中にＮｂ等複合炭化物を析出させる反応
を促進させるために積極的に加える元素である。しか
し、０.３０％以下ではその効果が発揮されず、２.００
％以上ではマトリックスの靭性低下に影響する。そのた
め、望ましくは、硬さや耐摩耗性向上のために炭化物を
生成するＣ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ量にもよるが０.６０〜１.
５０％の範囲が好適である。
【００１４】Ｍｎは脱酸作用を有し、焼入れ性を向上さ
せる元素であるが、Ｓと結合し割れの起点や靭性を劣化
する。また、析出させる炭化物を粗大化させる作用を示
すため、１％以下が望ましい。
せる元素であるが、Ｓと結合し割れの起点や靭性を劣化
する。また、析出させる炭化物を粗大化させる作用を示
すため、１％以下が望ましい。
【００１５】Ｐは粒界に偏析し、靭性を低下する元素で
あり極力少ない方が好ましいため、０.０３％以下が望
ましい。
あり極力少ない方が好ましいため、０.０３％以下が望
ましい。
【００１６】Ｓは単独でも粒界に偏析し靭性を低め、ま
た、Ｍｎと結合し硫化物を生成し鋼の製造性に影響す
る。そのため、０.０３％が望ましい。より好ましくは
極力少ない０.０１％以下が好適である。
た、Ｍｎと結合し硫化物を生成し鋼の製造性に影響す
る。そのため、０.０３％が望ましい。より好ましくは
極力少ない０.０１％以下が好適である。
【００１７】Ｎｉは鋼の焼入性や靭性を向上させる元素
である。本発明によるＮｉの添加は耐摩耗性向上に有効
な炭化物を析出させることによって生ずるマトリックス
相の靭性低下を抑制するためである。しかし、その添加
量が１.００％以下では効果がなく、３.５０％以上では
靭性向上には有効であるがマトリックスの硬度が低くな
り耐摩耗性を劣化させる。そのため、上限が３.５０％
であることが望ましい。より好ましくは、１.５０〜２.
５０％である。
である。本発明によるＮｉの添加は耐摩耗性向上に有効
な炭化物を析出させることによって生ずるマトリックス
相の靭性低下を抑制するためである。しかし、その添加
量が１.００％以下では効果がなく、３.５０％以上では
靭性向上には有効であるがマトリックスの硬度が低くな
り耐摩耗性を劣化させる。そのため、上限が３.５０％
であることが望ましい。より好ましくは、１.５０〜２.
５０％である。
【００１８】Ｃｒは鋼の焼入れ性および耐食性を向上さ
せるために必要な元素である。本発明での添加は焼もど
し軟化温度を向上させるとともに、マトリックス中に炭
化物生成傾向が大きいフェライト生成元素のＭｏ、Ｖ、
Ｎｂとの複合作用による炭化物を析出させ、耐摩耗性を
向上させるためで、０.５０％以下ではその効果が見ら
れず、５.０％以上ではより硬さが向上して製造時の割
れ等に影響を及ぼす。したがって、０.５０〜５.００％
が望ましい。より好ましくは、１.００〜３.５０％であ
る。
せるために必要な元素である。本発明での添加は焼もど
し軟化温度を向上させるとともに、マトリックス中に炭
化物生成傾向が大きいフェライト生成元素のＭｏ、Ｖ、
Ｎｂとの複合作用による炭化物を析出させ、耐摩耗性を
向上させるためで、０.５０％以下ではその効果が見ら
れず、５.０％以上ではより硬さが向上して製造時の割
れ等に影響を及ぼす。したがって、０.５０〜５.００％
が望ましい。より好ましくは、１.００〜３.５０％であ
る。
【００１９】ＭｏはＣｒと同様、鋼の焼入れ性および耐
食性を向上させる元素であるが、Ｃｒ、Ｎｂとの複合添
加により鋼の焼もどし温度を著しく向上させる。しか
し、０.３％以下ではその効果が発揮されず、１.５％以
上添加してもその効果の増大が期待できなくなる。した
がって、０.３０〜１.５０％の範囲が望ましい。より好
ましくは、０.６０〜１.２０％である。
食性を向上させる元素であるが、Ｃｒ、Ｎｂとの複合添
加により鋼の焼もどし温度を著しく向上させる。しか
し、０.３％以下ではその効果が発揮されず、１.５％以
上添加してもその効果の増大が期待できなくなる。した
がって、０.３０〜１.５０％の範囲が望ましい。より好
ましくは、０.６０〜１.２０％である。
【００２０】ＶおよびＮｂは鋼の強度向上、焼もどし軟
化温度の向上に有効であるとともに、かつＣｒ，Ｍｏと
の複合添加により鋼の結晶粒粗大化防止並びに細粒化に
寄与する。しかし、本発明の目的である炭化物を析出さ
せ耐摩耗性を付与するためには単独添加ではその効果が
発揮できない。また、これらの元素を添加しない場合は
Ｃｒ炭化物が析出し、マトリックスのＣｒ濃度が減少し
耐食性や強度に影響する。従って、本発明はＣｒよりも
炭化物生成の標準自由エネルギ−が小さいＶとＮｂを複
合添加し、焼もどし処理において、Ｃｒ系炭化物の生成
を抑制し、そのかわりにＮｂを主とする炭化物を析出さ
せ、Ｖは結晶粒の微細化や強度、焼もどし軟化温度の向
上に寄与させることに着目したものである。しかし、Ｖ
量は０.１０％未満ではその作用が発揮されず、本発明
の目的である効果が得られない。また、０.５０％以上
添加してもその効果が飽和するとともに製造性に影響を
及ぼし好ましくない。
化温度の向上に有効であるとともに、かつＣｒ，Ｍｏと
の複合添加により鋼の結晶粒粗大化防止並びに細粒化に
寄与する。しかし、本発明の目的である炭化物を析出さ
せ耐摩耗性を付与するためには単独添加ではその効果が
発揮できない。また、これらの元素を添加しない場合は
Ｃｒ炭化物が析出し、マトリックスのＣｒ濃度が減少し
耐食性や強度に影響する。従って、本発明はＣｒよりも
炭化物生成の標準自由エネルギ−が小さいＶとＮｂを複
合添加し、焼もどし処理において、Ｃｒ系炭化物の生成
を抑制し、そのかわりにＮｂを主とする炭化物を析出さ
せ、Ｖは結晶粒の微細化や強度、焼もどし軟化温度の向
上に寄与させることに着目したものである。しかし、Ｖ
量は０.１０％未満ではその作用が発揮されず、本発明
の目的である効果が得られない。また、０.５０％以上
添加してもその効果が飽和するとともに製造性に影響を
及ぼし好ましくない。
【００２１】一方、Ｎｂ量は０.１５％未満では本発明
の効果を確保できず、１.００％以上添加すると、Ｖと
同様、その効果が飽和するとともに製造性に影響を及ぼ
し好ましくない。しかしながら、本発明の目的であるＶ
とＮｂの複合添加による耐摩耗性の向上の効果を発揮す
るにはＶ量よりＮｂ量を高くすることにより達成され
る。従って、そのＶ／Ｎｂ比が１以上となるとＮｂ量が
少なくなるため特にＮｂを主とする炭化物の析出による
耐摩耗性の向上が見られず、望ましくない。そのため
に、Ｖ量は０.１０〜０.５０％、Ｎｂ量は０.１５〜１.
００％の範囲内で、そのＶ／Ｎｂの重量比を１以下に限
定した。更に、Ｖ／Ｎｂ比０.２〜０.７が最も好まし
い。
の効果を確保できず、１.００％以上添加すると、Ｖと
同様、その効果が飽和するとともに製造性に影響を及ぼ
し好ましくない。しかしながら、本発明の目的であるＶ
とＮｂの複合添加による耐摩耗性の向上の効果を発揮す
るにはＶ量よりＮｂ量を高くすることにより達成され
る。従って、そのＶ／Ｎｂ比が１以上となるとＮｂ量が
少なくなるため特にＮｂを主とする炭化物の析出による
耐摩耗性の向上が見られず、望ましくない。そのため
に、Ｖ量は０.１０〜０.５０％、Ｎｂ量は０.１５〜１.
００％の範囲内で、そのＶ／Ｎｂの重量比を１以下に限
定した。更に、Ｖ／Ｎｂ比０.２〜０.７が最も好まし
い。
【００２２】Ｂは結晶粒を微細にし、強度向上に有効な
元素であるが、多量の添加はＢ化合物を生成し靭性を低
下させるため、０.０００５〜０.００３％が望ましい。
元素であるが、多量の添加はＢ化合物を生成し靭性を低
下させるため、０.０００５〜０.００３％が望ましい。
【００２３】その他、上記元素限定範囲にＡｌ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｃｕ、Ｎ等強度、靭性、耐摩耗性、耐食性を付与
する元素は１％以下が望ましい。
Ｚｒ、Ｃｕ、Ｎ等強度、靭性、耐摩耗性、耐食性を付与
する元素は１％以下が望ましい。
【００２４】
【実施例】以下、この発明を実施例により説明する。
【００２５】建設、鉱山用土砂掘削機械の掘削用バケッ
トは、図１の(Ａ)に示すような構造になっている。(Ｂ)
に、掘削用爪の取付機構概要の一例を示す。このよう
に、部品構造はポイントツ−ス(掘削爪)１をバケット２
に装着されたアダプタ３に差し込み、ロックピン４で固
定される連結構造体となっていることが多い。ポイント
ツ−ス(掘削爪)は摩耗した場合、その部分のみを交換し
て使用できるようになっている。
トは、図１の(Ａ)に示すような構造になっている。(Ｂ)
に、掘削用爪の取付機構概要の一例を示す。このよう
に、部品構造はポイントツ−ス(掘削爪)１をバケット２
に装着されたアダプタ３に差し込み、ロックピン４で固
定される連結構造体となっていることが多い。ポイント
ツ−ス(掘削爪)は摩耗した場合、その部分のみを交換し
て使用できるようになっている。
【００２６】この掘削用爪部材として、表１に、硬さお
よび耐摩耗性を評価するために供した本発明における材
料と比較材の化学組成を示す。本発明における材料はＮ
o.１〜Ｎo.１０で、Ｎo.１１〜Ｎo.１３は本発明が規定
する組成範囲外の比較鋼である。
よび耐摩耗性を評価するために供した本発明における材
料と比較材の化学組成を示す。本発明における材料はＮ
o.１〜Ｎo.１０で、Ｎo.１１〜Ｎo.１３は本発明が規定
する組成範囲外の比較鋼である。
【００２７】
【表１】
【００２８】これらの鋼を各３０ｋｇずつ大気中で溶解
し、爪形状に鋳込み冷却後、１０００℃で焼入れ処理
し、３００〜６００℃の各温度で焼もどし処理を施し
た。試験片は熱処理後、短冊上に切断し採取した。な
お、摩耗試験片は６t×６５ｍｍ×２０ｍｍの形状と
し、試験面をエメリ−紙＃１２００で仕上げて試験に供
した。表２に本発明鋼と比較鋼の５００℃焼もどし処理
材の硬さを示す。
し、爪形状に鋳込み冷却後、１０００℃で焼入れ処理
し、３００〜６００℃の各温度で焼もどし処理を施し
た。試験片は熱処理後、短冊上に切断し採取した。な
お、摩耗試験片は６t×６５ｍｍ×２０ｍｍの形状と
し、試験面をエメリ−紙＃１２００で仕上げて試験に供
した。表２に本発明鋼と比較鋼の５００℃焼もどし処理
材の硬さを示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】図２は本発明鋼Ｎｏ.３と比較鋼Ｎｏ.１１
の焼もどし温度と硬さとの関係を示す。表２および図２
より、本発明鋼は各焼もどし温度でのビッカ−ス硬さが
５５０〜７００の範囲にあり、かつ、温度が高くなって
も硬度低下が小さく焼もどし軟化温度の大きい鋼種であ
ることがわかる。比較鋼Ｎｏ.１１はＶ／Ｎｂ比が２．
１０と大きく、またＢが入っていないことが本発明鋼と
の差になって表れたものと考えられる。また、比較鋼Ｎ
ｏ.１２、１３はＢが入っていないこと、Ｖ、Ｎｂが入
っていないことが、本発明鋼との差になって表れたもの
と考えられる。このように本発明鋼では、Ｂ、Ｖ、Ｎｂ
が必須であり、またＶ／Ｎｂ比が１以下であることが望
ましいことがわかる。また、表には示していないがＣ量
が０．５０％より多くなると、材料硬度は高くなるもの
の靭性が低下し使用中に割れが発生する可能性が高く望
ましくないこともわかっている。
の焼もどし温度と硬さとの関係を示す。表２および図２
より、本発明鋼は各焼もどし温度でのビッカ−ス硬さが
５５０〜７００の範囲にあり、かつ、温度が高くなって
も硬度低下が小さく焼もどし軟化温度の大きい鋼種であ
ることがわかる。比較鋼Ｎｏ.１１はＶ／Ｎｂ比が２．
１０と大きく、またＢが入っていないことが本発明鋼と
の差になって表れたものと考えられる。また、比較鋼Ｎ
ｏ.１２、１３はＢが入っていないこと、Ｖ、Ｎｂが入
っていないことが、本発明鋼との差になって表れたもの
と考えられる。このように本発明鋼では、Ｂ、Ｖ、Ｎｂ
が必須であり、またＶ／Ｎｂ比が１以下であることが望
ましいことがわかる。また、表には示していないがＣ量
が０．５０％より多くなると、材料硬度は高くなるもの
の靭性が低下し使用中に割れが発生する可能性が高く望
ましくないこともわかっている。
【００３１】次に、摩耗試験結果について述べる。
【００３２】図３に砂摩耗試験機の概要を示す。摩耗試
験は試験片１１をラバ−ホイル１２に押しつけ、レバ−
１３で荷重を付加後、砂をホッパ１４からノズル１５を
通して試験片１１とラバ−ホイル１２との接触面に連続
的に供給し、ラバ−ホイル１２を回転させた。その試験
条件はホイル回転数を200rpm、押し付荷重を20.8kgf/mm
2とし、使用砂をAFS 50/70 Test Sandを用い、30g/min
で供給し、ラバ−ホイル回転数を最高104回とした。
験は試験片１１をラバ−ホイル１２に押しつけ、レバ−
１３で荷重を付加後、砂をホッパ１４からノズル１５を
通して試験片１１とラバ−ホイル１２との接触面に連続
的に供給し、ラバ−ホイル１２を回転させた。その試験
条件はホイル回転数を200rpm、押し付荷重を20.8kgf/mm
2とし、使用砂をAFS 50/70 Test Sandを用い、30g/min
で供給し、ラバ−ホイル回転数を最高104回とした。
【００３３】表３に鋼種Ｎo.１〜Ｎo.１１における５０
０℃焼もどし処理材のラバ−ホイル回転数103回での摩
耗減量(mg)を示す。
０℃焼もどし処理材のラバ−ホイル回転数103回での摩
耗減量(mg)を示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】図４に本発明鋼Ｎo.３と比較鋼Ｎo.１１の
５００℃で焼もどし処理材のラバ−ホイル回転数と摩耗
減量との関係を示す。
５００℃で焼もどし処理材のラバ−ホイル回転数と摩耗
減量との関係を示す。
【００３６】図５に本発明鋼Ｎo.３と比較鋼Ｎo.１１の
焼もどし温度と摩耗減量との関係を示す。本発明鋼は比
較鋼に比べ、摩耗量が少なくなっており、また焼もどし
処理温度による摩耗量の変化も少ない。これは析出物の
増大によるものである。従って、表３、図４および図５
より、本発明鋼の耐摩耗性は比較鋼に比べて優れてい
る。
焼もどし温度と摩耗減量との関係を示す。本発明鋼は比
較鋼に比べ、摩耗量が少なくなっており、また焼もどし
処理温度による摩耗量の変化も少ない。これは析出物の
増大によるものである。従って、表３、図４および図５
より、本発明鋼の耐摩耗性は比較鋼に比べて優れてい
る。
【００３７】
【発明の効果】本発明は土木建設用機械であるブルド−
ザやパワ−ショベル等の土砂掘削用の爪部材を焼もどし
軟化温度が高く、微細炭化物が析出していることにより
靭性の高い鋼材を用いることにより、摩耗等による損傷
が抑制できる。従って、土砂、岩盤等の破砕、掘削およ
び採取時等の摩耗損傷が軽減され、部品の寿命および作
業効率の向上並びに部品交換周期等の延長が図れ、コス
ト低減等にも大いに効果が発揮されるものである。
ザやパワ−ショベル等の土砂掘削用の爪部材を焼もどし
軟化温度が高く、微細炭化物が析出していることにより
靭性の高い鋼材を用いることにより、摩耗等による損傷
が抑制できる。従って、土砂、岩盤等の破砕、掘削およ
び採取時等の摩耗損傷が軽減され、部品の寿命および作
業効率の向上並びに部品交換周期等の延長が図れ、コス
ト低減等にも大いに効果が発揮されるものである。
【図１】掘削爪(ポイントツ−ス)取付機構を示す概要図
【図２】本発明鋼と比較鋼の焼もどし温度と硬さとの関
係を示す線図
係を示す線図
【図３】砂摩耗試験機を説明する概要図
【図４】本発明鋼と比較鋼との摩耗減量比較図
【図５】本発明鋼と比較鋼のラバ−ホイル回転数と摩耗
減量との関係を示す線図。
減量との関係を示す線図。
１…掘削爪(ポイントツ−ス)、２…バケット、３…アダ
プタ−、４…ロックピン、１１…試験片、１２…ラバ−
ホイル、１３…レバ−、１４…ホッパ１４、１５…ノズ
ル
プタ−、４…ロックピン、１１…試験片、１２…ラバ−
ホイル、１３…レバ−、１４…ホッパ１４、１５…ノズ
ル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 重義 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大野 俊弘 茨城県土浦市神田町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内
Claims (3)
- 【請求項１】バケットに取り付けられる、複数の屈曲可
能な接続部を介し油圧、電動機等の動力を伝達するよう
に構成され、更に前記バケットの回転動作のための支持
軸と対向する位置に設けられる土砂掘削用爪を備える土
砂掘削機械において、前記爪部の部材が前記組成を有す
る組成鋼を部品形状に溶製後、焼入処理を９００〜１０
００℃、焼もどし処理を３００〜６００℃からなる温度
領域での熱処理を行い、ビッカ−ス硬さを５５０〜７０
０とし、かつ焼もどしマルテンサイトのマトリックス中
にＮｂを主とする複合炭化物を析出させた混合組織とし
た材料であることを特徴とする土砂掘削機械。 - 【請求項２】バケットに取り付けられる、複数の屈曲可
能な接続部を介し油圧、電動機等の動力を伝達するよう
に構成され、更に前記バケットの回転動作のための支持
軸と対向する位置に設けられる土砂掘削用爪において、
前記爪部の部材が重量％で、Ｃ：０.３０〜０.５０％、
Ｓｉ：０.３０〜２.００％、Ｍｎ：１.００％以下、
Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｎｉ：１.０
０〜３.５０％、Ｃｒ：０.５０〜５.００％、Ｍｏ：０.
３０〜１.５０％、Ｂ：０.０００５〜０.００３％、か
つＶ：０.１０〜０.５０％、Ｎｂ：０.１５〜１.００％
を複合含有し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純
物からなることを特徴とする土砂掘削機械の爪部の部
材。 - 【請求項３】バケットに取り付けられる、複数の屈曲可
能な接続部を介し油圧、電動機等の動力を伝達するよう
に構成され、更に前記バケットの回転動作のための支持
軸と対向する位置に設けられる土砂掘削用爪において、
前記爪部の部材が重量％で、Ｃ：０.３０〜０.５０％、
Ｓｉ：０.３０〜２.００％、Ｍｎ：１.００％以下、
Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｎｉ：１.０
０〜３.５０％、Ｃｒ：０.５０〜５.００％、Ｍｏ：０.
３０〜１.５０％、Ｂ：０.０００５〜０.００３％、か
つＶ：０.１０〜０.５０％、Ｎｂ：０.１５〜１.００％
を複合含有し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純
物からなり、かつＶ／Ｎｂの重量比は１.０以下である
ことを特徴とする土砂掘削機械の爪部の部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP183594A JPH07207713A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 土砂掘削用機械及び土砂掘削用爪部部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP183594A JPH07207713A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 土砂掘削用機械及び土砂掘削用爪部部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207713A true JPH07207713A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11512622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP183594A Pending JPH07207713A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 土砂掘削用機械及び土砂掘削用爪部部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207713A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174546A1 (en) * | 1999-10-07 | 2002-01-23 | Shimura, Kiyomitsu | Excavating ripper (tooth) |
| KR20120053616A (ko) * | 2010-11-18 | 2012-05-29 | 두산인프라코어 주식회사 | 내마모성과 내충격성이 향상된 건설기계용 버켓 투스 |
| US9003681B2 (en) * | 2006-09-18 | 2015-04-14 | Deere & Company | Bucket teeth having a metallurgically bonded coating and methods of making bucket teeth |
| CN105886910A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 大连华锐重工特种备件制造有限公司 | 一种低温环境下使用的高性能复合铲齿及其制备方法 |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP183594A patent/JPH07207713A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174546A1 (en) * | 1999-10-07 | 2002-01-23 | Shimura, Kiyomitsu | Excavating ripper (tooth) |
| EP1174546A4 (en) * | 1999-10-07 | 2003-01-15 | Shimura Kiyomitsu | EXCAVATOR |
| US9003681B2 (en) * | 2006-09-18 | 2015-04-14 | Deere & Company | Bucket teeth having a metallurgically bonded coating and methods of making bucket teeth |
| KR20120053616A (ko) * | 2010-11-18 | 2012-05-29 | 두산인프라코어 주식회사 | 내마모성과 내충격성이 향상된 건설기계용 버켓 투스 |
| CN105886910A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 大连华锐重工特种备件制造有限公司 | 一种低温环境下使用的高性能复合铲齿及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4812220B2 (ja) | 高硬度高靭性鋼 | |
| KR101165654B1 (ko) | 가공성이 우수한 내마모 강판 및 그 제조 방법 | |
| KR100204545B1 (ko) | 고내마모성 기계요소의 생산을 위한 강과 생산방법 | |
| JP2003027181A (ja) | 高靭性耐摩耗用鋼 | |
| JPH06500825A (ja) | オーステナイト耐磨耗鋼とその熱処理法 | |
| EP3527725B1 (en) | Construction machine bucket part and manufacturing method therefor | |
| CA2886286A1 (en) | Method for producing cast steel having high wear resistance and steel having said characteristics | |
| JP2009001910A (ja) | 高硬度高靭性鋼 | |
| CN103627960A (zh) | 一种耐磨铸钢 | |
| CN105002430A (zh) | Hb360级复相组织耐磨钢板及其生产方法 | |
| JPH07207713A (ja) | 土砂掘削用機械及び土砂掘削用爪部部材 | |
| CN108467990A (zh) | 适应硬质环境的中碳低合金耐磨高性能合金结构钢及其制造、热处理方法 | |
| JPH0578781A (ja) | 高強度高靱性耐摩耗用鋼 | |
| JP2002235144A (ja) | 耐摩耗強靭鋼、カッティングエッジ、バケットツースおよびバケットリップ | |
| KR20030002183A (ko) | 경화능이 우수한 고강도 내마모강 및 그의 제조방법 | |
| JPH08144009A (ja) | 高靱性耐摩耗鋳鋼 | |
| JPH11131193A (ja) | 耐火物破砕用チゼル | |
| JPH0121846B2 (ja) | ||
| CN109055857A (zh) | 一种铲刃用hb500级马氏体耐磨钢及其加工方法 | |
| JP2017193745A (ja) | 無限軌道帯の履板用耐摩耗性鋼 | |
| CN104561813B (zh) | 一种中碳硅锰系高耐磨空冷钢 | |
| CN1417366A (zh) | 稀土硼中铬耐磨合金钢及其制备方法 | |
| JP3070658B2 (ja) | 耐摩耗性に優れ、かつ靱性に富む高マンガン鋼 | |
| JP2008280618A (ja) | 高硬度高靭性鋼 | |
| JP3874557B2 (ja) | 靱性に優れた快削非調質鋼 |