专利名称：高强度耐磨刀板的制作方法
高强度耐磨刀板
技术领域：
本发明涉及一种耐磨刀板，特别是一种用于各种工程机械的高强度耐磨刀板。背景技术：
铲刀刀板是装载机、挖掘机等工程机械中的关键工作部件，它的工作条件非常恶 劣，在铲入矿石、砂、土、煤渣等物料的工作过程中，经常与物料发生强烈的摩擦、撞击，因 此，该铲刀刀板的生产用钢条件比较苛刻，不仅要求具有足够的硬度和耐磨性，还需要具有 较高的韧性，以防止铲刀刀板的断裂和变形。现有铲刀刀板所采用的材料一般都是NM360、 NM400等耐磨钢，一些厂家还采用了 1E921耐磨钢，如公开号为CN 1544682A的中国专利申 请《装载机整体式耐磨铲刀刃的材料、热处理及焊接工艺》中的铲刀刃即采用了 1E921耐磨 钢，以上这些耐磨钢均是以添加金属元素铬、钼并增加它们的含量来实现其足够的硬度和 耐磨性，但是由于铬、钼元素属于我国的紧缺资源，其价格非常昂贵，因而采用以上耐磨材 料制成的铲刀刃的生产成本也比较昂贵。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种采用价格低廉的材料制成的高强度耐磨刀 板，并使它不仅具有足够的硬度和耐磨性，还具有较高的韧性。解决上述技术问题的技术方案是一种高强度耐磨刀板，该高强度耐磨刀板由高 强度耐磨材料制造而成，所述的高强度耐磨材料的主要化学成份及其质量百分比含量为C 0. 13 0. 20%，Si 0. 26 0. 39%，Mn 1.46 1.55%，B 0. 0005 0. 0035%，P 0. 015 0. 023%, SO. 003 0. 02%，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明的进一步技术方案是所述的高强度耐磨材料的化学成份还含有 0. 002 0. 003%的 Ti。本发明的再进一步技术方案是所述的高强度耐磨材料的化学成份还含有 0. 005 0. 006% 的 Vo本发明所采用的高强度耐磨材料的化学成份中各合金元素在本发明中的作用及 机理以及含量如下碳(C)由于碳元素与碳化物形成元素形成的各种碳化物是钢获得高温强度的重 要组织因素，适量的过剩碳化物可阻止晶粒长大，提高耐磨性。但碳含量过高，会使钢材 失去塑性，另外由于碳化物过多，分布不均勻，也会引起模具崩裂，本发明碳的适宜含量为 0. 13 0. 20% ；硅(Si)其目的是提高钢的淬透性、回火稳定性与基体强度，保证钢的高温强度、 高温硬度和热稳定性，本发明硅的适宜含量为0. 26 0. 39% ；锰(Mn)其目的是提供钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，提高钢的淬透性， 本发明锰的适宜含量为1. 46 1. 55% ；硼(B)加入硼的目的是主要增加钢的淬透性，从而省去其它较稀有贵重的金属元素。硼是增强钢淬透性最有效的元素之一，但过多的硼会降低其淬透性，本发明硼的适宜 含量为 0. 0005 0. 0035% ；钛(Ti)钛与氮、氧、碳元素具有极强的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂和固定 氮、氧的有效元素。同时钛是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，在钢重新加热中阻止奥 氏体晶粒长大。在高温奥氏体区粗轧时TiN和TiC析出，可以效抑制奥氏体晶料长大，本发 明钛的适宜含量为0. 002 0. 003%。钒(V)钒能与碳元素形成硬度极高而稳定的碳化物，其硬度超过了钼的碳化物， 而且颗粒非常细小，分布又十分均勻，具有细化晶粒的作用，钒对改善材料的硬度、耐磨性 和韧性有很大贡献，特别是对提高材料的耐磨性最为有效。但若钒的加入量过高则将使生 产成本增加较快。因此，本发明将其控制在0. 005 0. 006%的范围内。磷(P)磷在钢中具有容易造成偏折，增加回火脆性，显著降低钢的塑性和韧性， 致使钢在冷加工时容易形成脆断，即所谓的“冷脆”现象；磷对焊接性能也不利，因此磷的含 量应尽可能小，本发明的磷含量为0. 015 0. 023%。硫⑶硫在钢中也容易造成偏折，恶化钢的质量，其生成的FeS熔点较低，在高温 下容易造成“热脆”。硫含量较高时，对焊接性能也不利，因此，硫的含量也应尽可能低，本发 明的硫含量为0. 003 0. 02 %。因此，本发明之高强度耐磨刀板与现有的耐磨刀板相比，具有以下有益之处1、生产成本低由于本发明所采用的高强度耐磨材料的化学成份及其质量百分比含量为C 0. 13 0. 20%,Si 0. 26 0. 39%,Mn 1. 46 1. 55%,B 0. 0005 0. 0035%,P 0. 015 0. 023%, S 0. 003 0. 02% ；各种成份均为市场上比较常见的合金元素；而且本发明的高 强度耐磨材料所加入的硼元素具有极高的增强钢淬透性的能力，从而可省去其它较稀有贵 重的金属元素，如昂贵的紧缺资源Cr、Mo等合金元素，因此，该材料是一种价格比较低廉的 耐磨材料，用它来制造本发明之高强度耐磨刀板，能使本发明的生产成本得到大幅度的下 降。2、具有优良的机械性能和较高的硬度本发明所采用的高强度耐磨材料的化学成份中，其组成合金元素及其含量的选取 都非常合理，通过C、Si、Mn、B等合金元素的合理配比，可有效地提高合金的强度、硬度、韧 性、回火稳定性等，经过试验证明，本发明的屈服强度08 = 1250 13501^，抗拉强度ob =1350 1550Mp，延伸率δ s = 7 13%，收缩率Ψ = 30 43 %，常温下的冲击韧性AKV =35 68J，因此，本发明不仅具有优良的机械性能，保证了其具有足够的耐磨性和韧性， 而且还具有较高的硬度，完全能满足铲刀刀板的使用要求。此外，本发明还在高强度耐磨材料中合理地添加了钛元素和钒元素，该钛、钒元素 不仅能进一步提高合金的硬度，而且还具有细化晶粒的作用，对改善材料的硬度、耐磨性和 韧性有很大贡献，特别是对提高材料的耐磨性最为有效。3、焊接性能比较好，便于与铲斗焊接在一起。下面，结合附图
和实施例对本发明之高强度耐磨刀板的技术特征作进一步的说 明。
具体实施方式
实施例一一种高强度耐磨刀板，该高强度耐磨刀板由高强度耐磨材料制造而成，所述的高 强度耐磨材料的化学成份及其质量百分比含量为c 0. 13%, Si 0. 26%, Mn 1.46%, B 0. 0005%, Ti 0. 002%, V 0. 005%, P 0. 15%, S 0. 003%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。实施例二 一种高强度耐磨刀板，该高强度耐磨刀板由高强度耐磨材料制造而成，所述的 高强度耐磨材料的化学成份及其质量百分比含量为C 0. 16%, Si 0. 33%, Mn 1.5%, B 0. 002%, TiO. 0025%, V 0. 0055%, P 0. 19%, S 0. 012%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。实施例三一种高强度耐磨刀板，该高强度耐磨刀板由高强度耐磨材料制造而成，所述的高 强度耐磨材料的化学成份及其质量百分比含量为c 0. 20%, Si 0. 39%, Mn 1.55%, B 0. 0035%, TiO. 003%, V 0. 006%, P 0. 23%, S 0. 02%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。实施例四 实施例十采用各种化学成份含量不同的高强度耐磨材料制造而成的高强度耐磨刀板，该高 强度耐磨材料的化学成份以质量百分比计算参见附表一。作为实施例一至实施例十的一种变换，所述高强度耐磨材料的各化学成份含量可 以增加或减少，一般情况下各化学成份是按以下质量百分比进行计算C 0. 13 0. 20%,Si 0. 26 0. 39%,Mn 1. 46 1. 55%,B 0. 0005 0. 0035%, Ti 0. 002 0. 003%, V 0. 005 0. 006%, P0. 15 0. 23%, SO. 003 0. 02%，其余为 Fe
及不可避免的杂质。上述化学成份中，其含量的最佳配比范围为C 0.13 0.20%，Si 0. 30 0. 35%,Mnl. 48 1. 52%，B 0. 0015 0. 0025%,TiO. 002 0. 003%, V 0. 005 0. 006%, P 0. 18 0.20%，S 0. 01 0.015%，其余为Fe及不可避免的杂质。作为实施例一至实施例十的又一种变换，根据实际需要，所述高强度耐磨铲材料 的化学成份也可以不含有Ti。作为实施例一至实施例十的又一种变换，根据实际需要，所述高强度耐磨材料的 化学成份也可以不含有V。作为实施例一至实施例十的又一种变换，根据实际需要，所述高强度耐磨材料的 化学成份也可以不含有Ti和V。附表一实施例四 实施例十所述高强度耐磨材料的化学成份一览表(以质量百分比计算)
权利要求
1.一种高强度耐磨刀板，其特征在于该高强度耐磨刀板由高强度耐磨材料制造而 成，所述的高强度耐磨材料的主要化学成份及其质量百分比含量为c 0. 13 0.20%，Si 0. 26 0. 39%,Mn 1. 46 1. 55%,B 0. 0005 0. 0035%,P 0. 015 0. 023%, SO. 003 0.02%，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度耐磨刀板，其特征在于所述的高强度耐磨材料的化 学成份还含有0. 002 0. 003%的Ti。
3.根据权利要求1或2所述的高强度耐磨刀板，其特征在于所述的高强度耐磨材料 的化学成份还含有0. 005 0. 006%的V。
4.根据权利要求3所述的高强度耐磨刀板，其特征在于所述的高强度耐磨材料的 主要化学成份及其质量百分比含量为C 0. 13 0. 20%，Si 0. 30 0. 35%，Mnl. 48 1.52%, B 0. 0005 0. 0035 %, TiO. 002 0. 003 %，V 0. 005 0. 006 %，P 0. 015 0. 023%, S 0. 01 0. 015%，其余为Fe及不可避免的杂质。
全文摘要
一种高强度耐磨刀板，涉及一种耐磨刀板，该高强度耐磨刀板由高强度耐磨材料制造而成，所述的高强度耐磨材料的主要化学成份及其质量百分比含量为C 0.13～0.20％，Si0.26～0.39％，Mn 1.46～1.55％，B 0.0005～0.0035％，P 0.15～0.23％，S 0.003～0.02％，其余为Fe及不可避免的杂质；此外，本发明还含有0.002～0.003％的Ti或0.005～0.006％的V。本发明的生产成本低，具有足够的耐磨性、韧性和较高的硬度，完全能满足铲刀刀板的使用要求，非常适用于工作条件比较恶劣的各种工程机械。
文档编号C22C38/04GK102002629SQ200910306578
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者何兴保, 何拥军, 周永红, 李海平, 陆君雄 申请人:柳州金茂机械有限公司