一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械制造技術領域，具體涉及一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法。
【背景技術】
[0002]挖掘機斗齒是挖掘機的重要部件，挖掘機的斗齒在礦山的采掘過程中直接與礦石接觸，工作條件十分惡劣。挖掘機斗齒因表面硬度低，耐磨性差，除正常鑿削磨損外，還要承受強烈的沖擊負荷，部位因為韌性不足，在施工中不斷受到各種強大作用力的沖擊而發(fā)生脆斷。目前挖掘機斗齒大多用高錳鋼或合金鋼制造。在中等沖擊工況下，高錳鋼韌性有余而耐磨性較差，為此，國內(nèi)外發(fā)展了一系列低合金鋼用于制造斗齒，其含碳量一般在0.35%以下，以Cr、N1、Mo、S1、Mn、B等為主要合金化元素，以提高鋼的淬透性或形成碳化物提高耐磨性。鑄造工藝為水玻璃精密鑄造，利用中頻熔煉方法熔煉，正常的脫氧工藝加0.06-0.10%的純鋁終脫氧，澆鑄溫度為1520-1580°C，沒有進行鋼水微合金化和變質(zhì)處理，得到的產(chǎn)品機械性能及沖擊韌性不理想，斗齒在使用過程中易斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一)解決的技術問題
[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種綜合機械性能好，韌性高、抗拉強度好、耐磨性強，使用壽命長的挖掘機斗齒。
[0005]( 二)技術方案
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn):
[0007]—種耐磨鑄鋼斗齒，由以下百分比含量的成分組成:C 0.22-0.32
Mn 1.2-1.5 %, Si 0.7-1.1 %, Cr 1.4-1.7 %, Co 0.4-0.9 %, ff 0.25-0.63 %, Ce0.12-0.18%，稀土變質(zhì)劑2.0-2.5%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]優(yōu)選地，所述雜質(zhì)中S元素的百分比含量小于等于0.03 %，P元素的百分比含量小于等于0.03% ο
[0009]優(yōu)選地，所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%, Si 10%, Ti7%，V 6%，Cr 5%，稀土金屬為Re質(zhì)量的20-50%，Y為Re質(zhì)量的40-70%，F(xiàn)e余量。
[0010]優(yōu)選地，所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%, Si 10%, Ti7%, V 6%, Cr 5%，稀土金屬 10%，Y 15%, Fe 余量。
[0011]耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序:
[0012]1)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金鋼原料進行熔煉，熔煉溫度為1570-1610°C，熔煉過程中脫氧，將熔煉后的鋼水澆注到放置有稀土變質(zhì)劑的澆鑄鋼包底部，鋼水出爐溫度控制在1530-1550°C，澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件；
[0013]2)熱處理工序:將斗齒鑄件加熱到960°C _990°C，淬火，保溫2_5小時，再進行回火處理，回火溫度為200°C -220°C，回火后保溫時間為4-6小時。
[0014]有益效果:本發(fā)明優(yōu)化了 C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分之間的配比，使其配方更加合理，提高了斗齒的硬度、塑性、韌性和抗拉強度，添加的W在鋼中和C形成硬而微小分散、難熔的碳化物，細化組織，提高斗齒的硬度和耐磨性；添加的適量的稀土元素Ce使得斗齒的韌性得到進一步的改善，Co元素在鋼水鑄造中能夠吸收大量的能量而組織裂紋擴展，能提高回火穩(wěn)定性。并且通過稀土元素變質(zhì)劑對鋼水進行變質(zhì)處理，使得到的斗齒機械性能及沖擊韌性得到提高。本發(fā)明在不同負荷沖擊下提高了斗齒耐磨性，其性能達到抗拉強度Rm彡1720MPa，硬度HRC55-57，夏比沖擊Akv彡17J，且制備方法簡便。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]實施例1:
[0017]一種耐磨鑄鋼斗齒，由以下百分比含量的元素組成:C 0.28%，Μη 1.3%, Si0.9 %, Cr 1.5 %, Co 0.6 %, ff 0.58 %, Ce 0.15 %，稀土變質(zhì)劑 2.4 %，S 彡 0.03 %，P ^ 0.03%，余量為 Fe。
[0018]所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%, Si 10%, Ti 1%, V6%, Cr 5%，稀土金屬 10%，Y 15%，F(xiàn)e 余量。
[0019]耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序:
[0020]1)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金鋼原料進行熔煉，熔煉溫度為1570-1610°C，熔煉過程中脫氧，將熔煉后的鋼水澆注到放置有稀土變質(zhì)劑的澆鑄鋼包底部，鋼水出爐溫度控制在1530-1550°C，澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件；
[0021]2)熱處理工序:將斗齒鑄件加熱到960°C _990°C，淬火，保溫2_5小時，再進行回火處理，回火溫度為200°C -220°C，回火后保溫時間為4-6小時。
[0022]實施例2:
[0023]一種耐磨鑄鋼斗齒，由以下百分比含量的元素組成:C 0.22，Μη 1.5%，Si 0.7%，Cr 1.?%, Co 0.4%, ff 0.63%, Ce 0.12%，稀土變質(zhì)劑 2.0%, S ^ 0.03%, P 彡 0.03%,
余量為Fe。
[0024]所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%, Si 10%, Ti ?%, V6%, Cr 5%，稀土金屬6%，￥21%，？6余量。
[0025]耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序:
[0026]1)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金鋼原料進行熔煉，熔煉溫度為1570-1610°C，熔煉過程中脫氧，將熔煉后的鋼水澆注到放置有稀土變質(zhì)劑的澆鑄鋼包底部，鋼水出爐溫度控制在1530-1550°C，澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件；
[0027]2)熱處理工序:將斗齒鑄件加熱到960°C _990°C，淬火，保溫2_5小時，再進行回火處理，回火溫度為200°C -220°C，回火后保溫時間為4-6小時。
[0028]實施例3:
[0029]一種耐磨鑄鋼斗齒，由以下百分比含量的元素組成:C 0.32%，Μη 1.2%, Si1.1%, Cr 1.4%, Co 0.9 %, ff 0.25%，Ce 0.18 %，稀土變質(zhì)劑 2.5 %，S 彡 0.03 %，P ^ 0.03%，余量為 Fe。
[0030]所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%, Si 10%, Ti 1%, V6%, Cr 5%，稀土金屬 15%，Y 12%，F(xiàn)e 余量。
[0031]耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，包括鑄造工序和熱處理工序:
[0032]1)鑄造工序:將含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金鋼原料進行熔煉，熔煉溫度為1570-1610°C，熔煉過程中脫氧，將熔煉后的鋼水澆注到放置有稀土變質(zhì)劑的澆鑄鋼包底部，鋼水出爐溫度控制在1530-1550°C，澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件；
[0033]2)熱處理工序:將斗齒鑄件加熱到960°C _990°C，淬火，保溫2_5小時，再進行回火處理，回火溫度為200°C -220°C，回火后保溫時間為4-6小時。
[0034]綜上，本發(fā)明實施例提高了斗齒的硬度、塑性、韌性和抗拉強度，并且采用稀土元素變質(zhì)劑對鋼水進行變質(zhì)處理，使得到的斗齒機械性能及沖擊韌性得到提高。本發(fā)明在不同負荷沖擊下提高了斗齒耐磨性，其性能達到抗拉強度Rm彡1720MPa，硬度HRC55-57，夏比沖擊Akv彡17J，且制備方法簡便。
[0035]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0036]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，由以下百分比含量的成分組成:c 0.22-0.32%,Mn 1.2-1.5 %, Si 0.7-1.1 %, Cr 1.4-1.7 %, Co 0.4-0.9 %, ff 0.25-0.63 %, Ce0.12-0.18%，稀土變質(zhì)劑2.0-2.5%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.如權利要求1所述的耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，所述雜質(zhì)中S元素的百分比含量小于等于0.03%，P元素的百分比含量小于等于0.03%。3.如權利要求1所述的耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%, Si 10%, Ti 7%,V 6%,Cr 5%，稀土金屬為Re質(zhì)量的20-50%，Y為Re質(zhì)量的40-70%，F(xiàn)e余量。4.如權利要求3所述的耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，所述稀土變質(zhì)劑由以下百分比含量的元素組成:Re 30%,Si 10%,Ti 7%,V 6%,Cr 5%，稀土金屬 10%，Y 15%，F(xiàn)e 余量。5.一種如權利要求1至4任意一項所述的耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，其特征在于，包括鑄造工序和熱處理工序: 1)鑄造工序:將含c、Mn、S1、Cr,Co, W、Ce、Fe成分的合金鋼原料進行熔煉，熔煉溫度為1570-1610°C，熔煉過程中脫氧，將熔煉后的鋼水澆注到放置有稀土變質(zhì)劑的澆鑄鋼包底部，鋼水出爐溫度控制在1530-1550°C，澆鑄于斗齒鑄模得到斗齒鑄件； 2)熱處理工序:將斗齒鑄件加熱到960°C-990°C，淬火，保溫2_5小時，再進行回火處理，回火溫度為200°C -220°C，回火后保溫時間為4-6小時。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨鑄鋼斗齒，由以下百分比含量的成分組成：C？0.22-0.32％，Mn？1.2-1.5％，Si？0.7-1.1％，Cr？1.4-1.7％，Co？0.4-0.9％，W？0.25-0.63％，Ce？0.12-0.18％，稀土變質(zhì)劑2.0-2.5％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其制備方法包括鑄造工序和熱處理工序。本發(fā)明提高了斗齒的硬度、塑性、韌性和抗拉強度，并且采用稀土元素變質(zhì)劑對鋼水進行變質(zhì)處理，使得到的斗齒機械性能及沖擊韌性得到提高。本發(fā)明在不同負荷沖擊下提高了斗齒耐磨性，其性能達到抗拉強度Rm≥1720MPa，硬度HRC55-57，夏比沖擊Akv≥17J，且制備方法簡便。
【IPC分類】C22C38/30, C21D1/18
【公開號】CN105316583
【申請?zhí)枴緾N201510726891
【發(fā)明人】仰明, 李和成
【申請人】安徽省三方新材料科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月28日