專利名稱：挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件及其加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件及其加工工藝，屬于合金鋼制造工藝技術領域。
背景技術：
挖掘機斗齒是在采掘作業中大量消耗的易損件，工作條件惡劣，失效方式多數為磨損，少數發生斷裂。斗齒一般裝在挖掘機鏟斗的前端，系懸臂梁構件，直接與礦石、砂土、巖石等物料接觸。在接觸物料時，既承受沖擊作用，又承受彎矩作用。服役過程中，斗齒尖部受到較大的沖擊滑動磨粒磨損，尖部表面常出現各式犁溝、變形，造成表面磨損或脫落。國內斗齒材料最常用的為高錳鋼，它存在著使用壽命低，抗斷裂能力差的問題。在我國，每年斗齒消耗量很大。如何提高斗齒的使用壽命，研制出加工工藝簡便、使用可 靠、價廉物美的新型斗齒高韌耐磨材料，仍是當前需要進一步解決的問題。
發明內容
本發明為了解決現有技術的問題，提供一種挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件及其加工工藝，提高斗齒的韌性、耐磨性以及抗沖擊性，從而延長斗齒的使用壽命。本發明采用的技術方案如下
一種挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件，其各化學組分的重量百分比為c 0.28-0.32%、Si O. 8-1. 2%、Mn1. 4-1. 8%、Cr O. 9-1. 3%、Cu O. 4-0. 6%、Ca O. 03-0. 05%、Mg O. 06-0. 08%、B O. 0015-0. 003%、Ti O. 08-0. 14%, Nb O. 02-0. 04%, Y O. 02-0. 03%, Nd 0.015-0.025%、P彡O. 03%、S彡O. 03%，余量為鐵和雜質。挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件的加工工藝，包括以下步驟
(1)熔煉與燒鑄
按上述配比將煉鋼原料加入中頻感應電爐內進行熔煉，出爐溫度為1640-1650°c，然后采用真空實型鑄造、樹脂砂模鑄造，澆注溫度為1580-1620°C，澆完后保溫30-40min，鑄件緩冷到室溫脫模；
(2)退火處理
先以60-80°C /小時將鑄件加熱至700-720°C，保溫1_2小時，再以100_120°C /小時加熱至1050-1150°C，保溫4-5小時，最后以40_50°C /小時冷卻至860_880°C，出爐空冷；
(3)鍛軋
開軋溫度控制在940-970°C，終軋溫度控制在850-880°C，每道次壓下率控制在30-35% ；
(4)淬火回火
將鑄件以100-120 V /小時加熱至880-950 V，保溫2_4小時，出爐水淬，鑄件冷至320-350 °C取出空冷至室溫，然后立即裝爐回火，以40-60 °C加熱至240-260 V，保溫3_4小時，出爐空冷；(5)噴丸、拋光處理
淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態，進行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。本發明的有益效果
本發明添加了 Ca、Mg以及稀土元素Y、Nd，凈化了鋼液，細化了晶粒，改善雜物的形態和分布，可實現合金鋼綜合強化，從而提高斗齒的耐磨性和使用壽命，本發明采用了合理的熱處理工藝，合適的退火處理和淬火回火，使合金鋼的硬度性能和耐沖擊性能都有顯著提高。本發明合金鋼與現有的高錳鋼相比，具有更高的耐磨性、強韌性以及抗沖擊性。使用本發明合金鋼，可以保證挖掘機能正常進行工作，防治早期脆斷，減少停機和維修次數，提高了勞動生產率和設備利用率,降低了生產成本。
具體實施方式
一種挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件，其各化學組分的重量百分比為c 0.28-0.32%、Si O. 8-1. 2%、Mn1. 4-1. 8%、Cr O. 9-1. 3%、Cu O. 4-0. 6%、Ca O. 03-0. 05%、Mg O. 06-0. 08%、B O. 0015-0. 003%、Ti O. 08-0. 14%、Nb O. 02-0. 04%、Y O. 02-0. 03%、Nd O. 015-0. 025%、P彡O. 03%、S彡O. 03%，余量為鐵和雜質。挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件的加工工藝，包括以下步驟
(1)熔煉與燒鑄
按上述配比將煉鋼原料加入中頻感應電爐內進行熔煉，出爐溫度為1640-1650°c，然后采用真空實型鑄造、樹脂砂模鑄造，澆注溫度為1580-1620°C，澆完后保溫30-40min，鑄件緩冷到室溫脫模；
(2)退火處理
先以60-80 V /小時將鑄件加熱至700-720 V，保溫1_2小時，再以100-120 V /小時加熱至1050-1150°C，保溫4-5小時，最后以40_50°C /小時冷卻至860_880°C，出爐空冷；
(3)鍛軋
開軋溫度控制在940-970°C，終軋溫度控制在850-880°C，每道次壓下率控制在30-35% ；
(4)淬火回火
將鑄件以100-120°C /小時加熱至880-950°C，保溫2-4小時，出爐水淬，鑄件冷至320-350°C取出空冷至室溫，然后立即裝爐回火，以40-60°C加熱至240_260°C，保溫3_4小時，出爐空冷；
(5)噴丸、拋光處理
淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態，進行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。經檢驗，產物化學成分為CO. 29%、Si1. 12%、Mn1. 57%、Cr1. 21%、Mo O. 54%、CaO. 042%、Mg O. 076%、B O. 0024%、Ti O. 12%、Nb O. 033%、Y O. 025%、Nd O. 022%、P O. 014%、SO. 011%，余量為鐵和雜質。力學性能為抗拉強度1696MPa，屈服強度1180MPa，伸長率15%，斷面收縮率52%，沖擊韌性23J/cm2。
權利要求
1.一種挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件，其特征在于，其各化學組分的重量百分比為C O. 28-0. 32%、Si O. 8-1. 2%、Mn1. 4-1. 8%、Cr O. 9-1. 3%、Cu O. 4-0. 6%、Ca O. 03-0. 05%、Mg O. 06-0. 08%、B O. 0015-0. 003%、Ti O. 08-0. 14%、Nb O. 02-0. 04%、Y O. 02-0. 03%、NdO.015-0. 025%、P ≤O. 03%、S ≤ O. 03%，余量為鐵和雜質。
2.一種如權利要求1所述的挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件的加工工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)熔煉與燒鑄 按上述配比將煉鋼原料加入中頻感應電爐內進行熔煉，出爐溫度為1640-1650°C，然后采用真空實型鑄造、樹脂砂模鑄造，澆注溫度為1580-1620°C，澆完后保溫30-40min，鑄件緩冷到室溫脫模； (2)退火處理 先以60-80°C /小時將鑄件加熱至700-720°C，保溫1_2小時，再以100_120°C /小時加熱至1050-1150°C，保溫4-5小時，最后以40_50°C /小時冷卻至860_880°C，出爐空冷； (3)鍛軋 開軋溫度控制在940-970°C，終軋溫度控制在850-880°C，每道次壓下率控制在30-35% ； (4)淬火回火 將鑄件以100-120°C /小時加熱至880-950°C，保溫2-4小時，出爐水淬，鑄件冷至320-350 °C取出空冷至室溫，然后立即裝爐回火，以40-60 V加熱至240-260 V，保溫3_4小時，出爐空冷； 噴丸、拋光處理 (5)淬火回火后，進行噴丸處理可以形成表面壓應力層，改變淬火回火處理后的表面拉應力狀態，進行拋光處理，可消除合金鋼表面缺陷而提高其壽命。
全文摘要
本發明公開了一種挖掘機硅錳合金鋼斗齒鑄件，其各化學組分的重量百分比為C0.28-0.32%、Si0.8-1.2%、Mn1.4-1.8%、Cr0.9-1.3%、Cu0.4-0.6%、Ca0.03-0.05%、Mg0.06-0.08%、B0.0015-0.003%、Ti0.08-0.14%、Nb0.02-0.04%、Y0.02-0.03%、Nd0.015-0.025%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量為鐵和雜質。本發明添加了Ca、Mg以及稀土元素Y、Nd，凈化了鋼液，細化了晶粒，改善雜物的形態和分布，可實現合金鋼綜合強化，從而提高斗齒的耐磨性和使用壽命，本發明采用了合理的熱處理工藝，合適的退火處理和淬火回火，使合金鋼的硬度性能和耐沖擊性能都有顯著提高。
文檔編號C21D7/06GK103014519SQ20121050358
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月1日 優先權日2012年12月1日
發明者呂忠發 申請人:滁州恒昌機械制造有限公司