一种挖掘机合金钢斗齿及其制造工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种挖掘机合金钢斗齿及其制造工艺，所述挖掘机合金钢斗齿其各化学组分的重量百分比为：C：1.3‑1.75％，Si：1.0‑1.3％，Mn：0.8‑1.3％，Cr：0.5‑0.8％，Ti：0.4‑0.7％，Mo：1.5‑2.2％，V：0.25‑0.45％，Nb：0.1‑0.3％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe；其制备工艺主要包括原料熔炼、浇铸成型、热处理三大步骤，本发明专利技术通过合理配置各元素成分，使所制得的挖掘机合金钢斗齿具有高强度、高硬度、高耐磨性的同时具有良好的韧性，并通过优化制造工艺使其综合性能进一步加强，使斗齿可适应恶劣的工作环境，有效提高了斗齿使用寿命。

An alloy steel bucket tooth of excavator and its manufacturing process

The present invention provides an excavator bucket tooth alloy steel and its manufacturing process, the weight percentage of the chemical component of alloy steel for excavator bucket tooth: C:1.3 1.75%, Si:1.0 1.3%, Mn:0.8 1.3%, Cr:0.5 0.8%, Ti:0.4 0.7%, Mo:1.5 2.2%, V:0.25 0.45%, Nb:0.1 0.3%. P = 0.02%, S = 0.02%, the remainder is Fe; the preparation process includes raw material smelting, casting and heat treatment of three steps, through the rational allocation of each element, the excavator alloy steel prepared tooth has high strength and high hardness at the same time, Gao Nai has a good abrasion resistance toughness, and by optimizing the manufacturing process to further strengthen its comprehensive performance, the bucket teeth can adapt to bad environment, effectively improve the service life of bucket tooth.

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机合金钢斗齿及其制造工艺
本专利技术涉及合金钢生产领域，具体涉及一种挖掘机合金钢斗齿及其制造工艺。
技术介绍
挖掘机斗齿是挖掘机上的重要部件，类似于人的牙齿，也是易损件，是由齿座和齿尖组成的组合斗齿，二者靠销轴连接。由于斗齿磨损失效部分是齿尖，只要更换齿尖即可。挖掘机斗齿是在采掘作业中大量消耗的易损件，工作条件恶劣，失效方式多数为磨损,少数发生断裂。斗齿直接与矿石、砂土、岩石等物料接触。在接触物料时，既承受冲击作用，又承受弯矩作用。服役过程中，斗齿尖部受到较大的冲击滑动磨粒磨损，尖部表面常出现各式犁沟、变形，造成表面磨损或脱落。现在国内斗齿材料最常用的为高锰钢,它存在着使用寿命低，抗断裂能力差的问题。在我国大规模的工程建设中，挖掘机使用量不断增加，斗齿的需求越来越大。为改善斗齿材料的耐磨性能，开发一种高强度、高硬度和良好韧性结合的斗齿材料，是提高斗齿寿命的有效途径，其具有重要的经济意义，具有广阔的的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种挖掘机合金钢斗齿及其制造工艺，通过合理配置各元素成分，使所制得的挖掘机合金钢斗齿具有高强度、高硬度、高耐磨性的同时具有良好的韧性，并通过优化制造工艺使其综合性能进一步加强，，使斗齿可适应恶劣的工作环境，有效提高了斗齿使用寿命。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种挖掘机合金钢斗齿，其各化学组分的重量百分比为：C：1.3-1.75％，Si：1.0-1.3％，Mn：0.8-1.3％，Cr：0.5-0.8％，Ti：0.4-0.7％，Mo：1.5-2.2％，V：0.25-0.45％，Nb：0.1-0.3％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。优选地，所述挖掘机合金钢斗齿其各化学组分的重量百分比为：C：1.55％，Si：1.2％，Mn：0.9％，Cr：0.7％，Ti：0.6％，Mo：1.9％，V：0.3％，Nb：0.15％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。优选地，所述挖掘机合金钢斗齿其各化学组分的重量百分比为：C：1.4％，Si：1.05％，Mn：1.2％，Cr：0.55％，Ti：0.5％，Mo：1.65％，V：0.36％，Nb：0.22％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。本专利技术中上述挖掘机合金钢斗齿的制造工艺，包括以下步骤：(1)原料熔炼：将各原料加入中频感应电炉中进行熔炼，熔炼过程中保证钢水温度为1610-1630℃，测钢水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，脱硫处理后进行转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，钢水出炉时温度为1570-1600℃；(2)浇铸成型：将钢水浇注到预热至300-400℃的斗齿形状的树脂砂模中，浇注温度为1540-1560℃，将铸件自然冷却到室温后脱模；(3)热处理：a、正火：将经步骤(2)所得铸件先升温至910-930℃，保温2-3.5h后空冷至室温；b、淬火：将经正火处理的铸件先升温至1010-1040℃，保温1-1.5h后降温至910-930℃，保温1-2h后，出炉水冷淬火至室温；c、回火：将经淬火处理后的铸件进炉回火，先升温至510-530℃，保温1.5-2h后降温至230-260℃，保温1.5-2.5h后，空冷至室温。优选地，所述步骤(3)的淬火中，保温1-1.5h后以6-8℃/min的速度降温至910-930℃。优选地，所述步骤(3)的回火中，保温1.5-2h后以10-15℃/min的速度降温至230-260℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术挖掘机合金钢斗齿中加入有高含量的C元素，并加入适量的Si、Mn、Cr，可使斗齿具有较好的耐磨性，同时使强度、硬度、韧性达到很好的平衡点。在此基础上，加入强碳化合物元素Ti、Mo、V、Nb，可有效细化晶粒，防止产生晶间腐蚀，提高淬透性，进一步提高斗齿的强度、硬度、耐磨性，同时保证斗齿具有良好的韧性。其中Ti与C形成强固的TiC，可细化晶粒、降低钢的过热倾向性，同时与S作用，降低S的热脆作用。加入的Mo可有效细化晶粒，降低钢的过热倾向性以及提高抗晶间腐蚀能力，与Cr协同作用，大大提高了淬透性，使之在提高强度与硬度的同时具有良好的韧性。加入的Nb可生产高度分散的强固碳化物NbC，细化晶粒，并提高斗齿的强度以及耐腐蚀性。加入的V与C形成的VC弥散度高，且十分稳定，加入适量的V即利于脱氧、脱气得到致密细晶体组织，又可提高韧性、强度。本专利技术在制造斗齿时，将浇铸成型所得的铸件先进行正火，消除化学成分偏析、组织不均匀等问题，随后进行淬火，淬火时先升温至1010-1040℃，保温后再降温至910-930℃进行水冷淬火处理，使斗齿铸件的强度、硬度、耐磨性、韧性较传统工艺均有进一步的提高。在回火过程中先加温至510-530℃，保温后再降温至230-260℃，可进一步提高了斗齿铸件的强度、硬度、耐磨性以及韧性。本专利技术通过合理配置各元素成分，使所制得的挖掘机合金钢斗齿在具有高强度、高硬度、高耐磨性的同时具有良好的韧性，并通过优化制造工艺使其综合性能进一步加强，，使斗齿可适应恶劣的工作环境，有效提高了斗齿使用寿命。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种挖掘机合金钢斗齿，其各化学组分的重量百分比为：C：1.55％，Si：1.2％，Mn：0.9％，Cr：0.7％，Ti：0.6％，Mo：1.9％，V：0.3％，Nb：0.15％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。上述挖掘机合金钢斗齿的制造工艺，包括以下步骤：(1)原料熔炼：将各原料加入中频感应电炉中进行熔炼，熔炼过程中保证钢水温度为1625℃，测钢水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，脱硫处理后进行转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，钢水出炉时温度为1590℃；(2)浇铸成型：将钢水浇注到预热至350℃的斗齿形状的树脂砂模中，浇注温度为1545℃，将铸件自然冷却到室温后脱模；(3)热处理：a、正火：将经步骤(2)所得铸件先升温至920℃，保温3h后空冷至室温；b、淬火：将经正火处理的铸件先升温至1030℃，保温1.5h后以8℃/min的速度降温至920℃，保温2h后，出炉水冷淬火至室温；c、回火：将经淬火处理后的铸件进炉回火，先升温至530℃，保温2h后以13℃/min的速度降温至240℃，保温2h后，空冷至室温。实施例2：一种挖掘机合金钢斗齿，其各化学组分的重量百分比为：C：1.4％，Si：1.05％，Mn：1.2％，Cr：0.55％，Ti：0.5％，Mo：1.65％，V：0.36％，Nb：0.22％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。上述挖掘机合金钢斗齿的制造工艺，包括以下步骤：(1)原料熔炼：将各原料加入中频感应电炉中进行熔炼，熔炼过程中保证钢水温度为1610℃，测钢水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，脱硫处理后进行转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，钢水出炉时温度为1570℃；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挖掘机合金钢斗齿，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为：C：1.3‑1.75％，Si：1.0‑1.3％，Mn：0.8‑1.3％，Cr：0.5‑0.8％，Ti：0.4‑0.7％，Mo：1.5‑2.2％，V：0.25‑0.45％，Nb：0.1‑0.3％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机合金钢斗齿，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为：C：1.3-1.75％，Si：1.0-1.3％，Mn：0.8-1.3％，Cr：0.5-0.8％，Ti：0.4-0.7％，Mo：1.5-2.2％，V：0.25-0.45％，Nb：0.1-0.3％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的挖掘机合金钢斗齿，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为：C：1.55％，Si：1.2％，Mn：0.9％，Cr：0.7％，Ti：0.6％，Mo：1.9％，V：0.3％，Nb：0.15％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。3.根据权利要求1所述的挖掘机合金钢斗齿，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为：C：1.4％，Si：1.05％，Mn：1.2％，Cr：0.55％，Ti：0.5％，Mo：1.65％，V：0.36％，Nb：0.22％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为Fe。4.根据权利要求1-3任一项所述的挖掘机合金钢斗齿的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料熔炼：将各原料加入中频感应电炉中进行熔炼，熔炼过程中保证钢水温度为16...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓红，张玉珍，张向阳，
申请(专利权)人：安徽省宁国市亚晨碾磨铸件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34