专利名称：挖掘机斗齿用低碳多元合金钢及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种挖掘机斗齿用低碳多元合金钢及其生产工艺，属于合金钢制造工艺技术领域。
背景技术：
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。斗齿一般装在挖掘机铲斗的前端，系悬臂梁构件，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。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，每年斗齿消耗量很大。如何提高斗齿的使用寿命，研制出生产工艺简便、使用可靠、价廉物美的新型斗齿耐磨材料，仍是当前需要进一步解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供一种掘挖机斗齿用低碳多元合金钢及其生产工艺，提高斗齿的韧性、耐磨性以及抗冲击性，从而延长斗齿的使用寿命。本发明采用的技术方案如下:
挖掘机斗齿用低碳多元合金钢中各化学组分的重量百分比为:c 0.20-0.26%、
Si0.4-0.6%、Mn 0.6-1.2%、Cr 0.5-0.8%、Mo 0.4-0.6%、Cu 0.2-0.3%、Ni 0.8-1.5%、Ti
0.08-0.12%、Y 0.04-0.06%、Ce 0.02-0.04%、P 彡 0.02%、S 彡 0.02%,余量为铁和杂质。挖掘机斗齿用低碳多元合金钢的生产工艺，包括以下步骤:
(I)熔炼与烧铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出钢温度为1620-1650°c，然后采用树脂砂模铸造，浇注温度为1540-1560°C，浇完后保温30-40min，铸件缓冷到室温脱模；
(2)退火处理
先以60-80°C /小时将铸件加热至700-720°C，保温1_2小时，再以100_120°C /小时加热至1050-1150°C，保温4-5小时，最后以40_50°C /小时冷却至850_880°C，出炉空冷； (3)锻轧
开轧温度控制在940-960°C，终轧温度控制在850-90(TC，每道次压下率控制在25-35% ；
(4)淬火回火
淬火温度880-91 (TC，保温4-5小时，水淬，出水后立即装炉回火，在210_220°C回火3-4小时，斗齿吊出空冷；
(5)喷丸、抛光处理
淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。本发明的有益效果:
本发明采用Mo、Cu、T1、N1、Y、Ce等多元微量元素进行微合金化处理，可以增加形核，进一步细化晶粒，有效的控制碳化物的数量、大小和形态分布，变质夹渣，提高冶金质量和综合耐磨性能，最大限度提高合金钢的综合性能和使用寿命。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理和淬火回火，使合金钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明合金钢与现有的高锰钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗冲击性。使用本发明合金钢，可以保证挖掘机能正常进行工作，防治早期脆断，减少停机和维修次数，提高了劳动生产率和设备利用率，降低了生产成本。
具体实施例方式挖掘机斗齿用低碳多元合金钢中各化学组分的重量百分比为:C
0.20-0.26%、Si 0.4-0.6%、Mn 0.6-1.2%、Cr 0.5-0.8%、Mo 0.4-0.6%、Cu 0.2-0.3%、Ni
0.8-1.5%、Ti 0.08-0.12%、Y 0.04-0.06%、Ce 0.02-0.04%、P 彡 0.02%、S 彡 0.02%,余量为
铁和杂质。挖掘机斗齿用低碳多元合金钢的生产工艺，包括以下步骤:
(I)熔炼与烧铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出钢温度为1640°c，然后采用树脂砂模铸造，浇注温度为1550°C，浇完后保温30min，铸件缓冷到室温脱模；
(2)退火处理
先以80°C /小时将铸件加热至720°C，保温I小时，再以120°C /小时加热至1150°C，保温4小时，最后以40°C /小时冷却至860°C，出炉空冷；
(3)锻轧
开轧温度控制在950°C，终轧温度控制在850°C，每道次压下率控制在30% ；
(4)淬火回火
淬火温度890°C，保温5小时，水淬，出水后立即装炉回火，在220°C回火3小时，斗齿吊出空冷；
(5)喷丸、抛光处理
淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应 力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。经检验，产物化学成分为:C0.22%、Si 0.53%、Mn 0.96%、Cr 0.65%、Mo 0.48%、Cu
0.24%,Ni1.26%,Ti 0.09%、Y 0.05%,Ce 0.03%,P 0.013%, S 0.012%，余量为铁和杂质。力学性能为:抗拉强度1640MPa，屈服强度1160MPa，伸长率12%，断面收缩率51%，无缺口冲击韧性 22J/cm2。
权利要求
1.一种挖掘机斗齿用低碳多元合金钢，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为:C 0.20-0.26%、Si 0.4-0.6%、Mn 0.6-1.2%、Cr 0.5-0.8%、Mo 0.4-0.6%、Cu 0.2-0.3%、Ni0.8-1.5%、Ti 0.08-0.12%、Y 0.04-0.06%、Ce 0.02-0.04%、P 彡 0.02%、S 彡 0.02%,余量为铁和杂质。
2.一种如权利要求1所述的挖掘机斗齿用低碳多元合金钢的生产工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)熔炼与烧铸 按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出钢温度为1620-1650°C，然后采用树脂砂模铸造，浇注温度为1540-1560°C，浇完后保温30-40min，铸件缓冷到室温脱模； (2)退火处理 先以60-80°C /小时将铸件加热至700-720°C，保温1_2小时，再以100_120°C /小时加热至1050-1150°C，保温4-5小时，最后以40_50°C /小时冷却至850_880°C，出炉空冷； (3)锻轧 开轧温度控制在940-960°C，终轧温度控制在850-90(TC，每道次压下率控制在25-35% ； (4)淬火回火 淬火温度880-91 (TC，保 温4-5小时，水淬，出水后立即装炉回火，在210_220°C回火3-4小时，斗齿吊出空冷； 喷丸、抛光处理 (5)淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。
全文摘要
本发明公开了一种挖掘机斗齿用低碳多元合金钢，其各化学组分的重量百分比为C0.20-0.26%、Si0.4-0.6%、Mn0.6-1.2%、Cr0.5-0.8%、Mo0.4-0.6%、Cu0.2-0.3%、Ni0.8-1.5%、Ti0.08-0.12%、Y0.04-0.06%、Ce0.02-0.04%、P≤0.02%、S≤0.02%，余量为铁和杂质。本发明采用Mo、Cu、Ti、Ni、Y、Ce等多元微量元素进行微合金化处理，可以增加形核，进一步细化晶粒，有效的控制碳化物的数量、大小和形态分布，变质夹渣，提高冶金质量和综合耐磨性能，最大限度提高合金钢的综合性能和使用寿命。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理和淬火回火，使合金钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。
文档编号C21D8/00GK103074549SQ201210503598
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日
发明者吕忠发 申请人:滁州恒昌机械制造有限公司