一种挖掘机斗齿及制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种挖掘机斗齿，包括齿座和齿尖两部分分别铸造而成，齿尖并排固定在齿座前端，齿尖之间有间隙，齿尖根部呈圆形，头部呈圆弧形，齿尖从根部到头部厚度慢慢减少，本发明将斗齿分为齿尖和齿座两个部分单独浇铸，由于每个齿尖都被齿座包裹在内，增加了齿尖与齿座之间的接触面积，齿尖与齿座的结合强度大大提高，降低了齿尖脱落的可能，创新的形状使齿尖始终保持锋利，设备挖掘时更省时省力，提高了斗齿的使用寿命，改变斗齿的成分以及制备工艺，使产品具有高耐磨性和耐冲击性。
【专利说明】一种挖掘机斗齿及制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挖掘机的配件，属于挖掘机【技术领域】，具体涉及一种挖掘机斗齿以及斗齿的制备工艺。
【背景技术】
[0002]在建筑工地，挖掘机是经常要用到的一种机器，如果没有挖掘机，全靠人工施工进度将十分缓慢，挖掘机上面的斗齿是工作关键的部件，斗齿在不同的工作环境下工作会受不同程度的磨耗以及撞击，从而逐步丧失功能，斗齿由齿座和齿尖两部分组合而成，从损坏的斗齿可以发现，斗齿与地面接触的面有相当明显的犁沟状痕迹，尖部有塑性变形，有裂纹，因为通常斗齿的磨损失效的部分往往只有齿尖，因此齿尖不仅要有高的强度和耐磨性，也要有足够的塑性和韧性，但是现在的生产工艺和实际情况达不到工作要求，齿尖容易受到损伤。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明公开了一种挖掘机斗齿，改变斗齿的结构、成分以及制备工艺，使产品具有高耐磨性和耐冲击性。
[0004]为达到所述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]一种挖掘机斗齿，包括齿座和齿尖两部分分别铸造而成，齿尖并排固定在齿座前端，齿尖之间有间隙，齿尖根部呈圆形，头部呈圆弧形，齿尖从根部到头部厚度慢慢减少。
[0006]作为优选，齿尖整体长10-12cm，露出齿座前端3_4cm，齿尖之间间隙为0.5_2cm，圆弧形部位厚度为0.5-lcm。
[0007]作为优选，齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.4-0.6%，硅:1.8-2.0%，锰:1.1-1.4%,钥:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%,铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤0.03%,其余为铁；齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%,硅:2.1-2.3%,锰:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:
0.45-0.7%，铝:0.12-0.15%，锌:0.15-0.2%，硫 S 0.01%，磷 S 0.01%，其余为铁。
[0008]上述挖掘机斗齿的制备方法，包括以下步骤:
[0009](I)齿尖铸造
[0010]用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:
0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钥:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%，铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤0.03%,其余为铁；熔炼温度为1560-1600°C，钢水出炉温度约为1520-1580°C，加入稀土合金搅拌，2_3分钟后将1490℃ _1540°C的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖，将铸件自然冷却到室温后脱模；
[0011](2)齿尖热处理
[0012]将齿尖按60_90°C /h在电炉中升温至1050_1160°C固溶处理，保温4_5h，炉冷至室温；然后按70-90°C /h升温至620-680°C进行珠光体化处理，保温2_3h，炉冷至室温；再按90-120°C /h升温至960-1040°C固溶处理，保温3_4h，炉冷至室温；齿尖出炉后在回火炉中升温至260-290°C，保温3-4h，出炉自然冷却到室温；
[0013](3)齿座铸造
[0014]用中频炉熔炼齿座合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%，硅:2.1-2.3%，猛:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%，铝:0.12-0.15%，锌:0.15-0.2%，硫:(0.01%,磷:≤0.01%,其余为铁，加热温度为1600-1650°C，然后采用真空精炼炉铸造，将加工好的齿尖加热到400-500°C，固定于树脂模具的底部，将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中，浇注温度为1570-1600°C，缓冷到1240-1260保温l_2h，将铸件自然冷却到室温后脱模；
[0015](4)齿座退火
[0016]将齿座按90-120°C/h加温到860-900°C保温3-4小时，炉冷到640-700°C保温4-5小时，炉冷到450-480°C出炉自然冷却到室温。
[0017]本发明在普通高锰钢的基础上添加了钥、铬、硼、铼、铝等元素，使用了全新的生产方法，提高了斗齿所用合金的耐冲击性和耐磨性，将斗齿齿尖的碳含量控制在0.4%-0.6%，锰含量控制在1.10%-1. 40%，主要是为了保证斗齿齿尖的强度；有意添加了 0.008%-0.030%的铝，起细化晶粒作用，提高了合金的耐冲击性能，在合金中掺入0.45-0.54%铼能增大硬度，增加耐磨性，通过本发明生产出来的斗齿，使用GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》测试的力学性能为:抗拉强度1605-1685MPa，屈服强度1120_1200MPa，硬度HRC54-57，室温下冲击韧性22-28J/cm2。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]本发明将斗齿分为齿尖和齿座两个部分单独浇铸，由于每个齿尖都被齿座包裹在内，增加了齿尖与齿座之间的接触面积，齿尖与齿座的结合强度大大提高，降低了齿尖脱落的可能，创新的形状使齿尖始终保持锋利，设备挖掘时更省时省力，提高了斗齿的使用寿命，改变斗齿的成分以及制备工艺，使产品具有高耐磨性和耐冲击性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明所述的斗齿的主视图。
[0021]图2为本发明所述的斗齿的左视图。
[0022]图3为本发明所述的斗齿齿尖的放大图。
[0023]附图标记列表:
[0024]1、齿座，2、齿尖，3、齿尖根部，4、齿尖头部。
【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]一种挖掘机斗齿，包括齿座I和齿尖2两部分分别铸造而成，齿尖2并排固定在齿座I前端，齿尖2之间有间隙，齿尖根部3呈圆形，头部4呈圆弧形，齿尖从根部3到头部4厚度慢慢减少，齿尖2头部保持锋利，齿尖2整体长11cm，露出齿座I前端3cm，齿尖2之间间隙为0.8cm,圆弧形部位厚度为0.9cm。[0027]本实施例所述的斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.5%，硅:1.9%，锰:
1.3%,钥:0.18%,铬:0.5%,硼:0.006%,铼:0.49%,铝:0.03%,硫:0.015%,磷:0.022%,其余为铁；齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.38%，硅:2.2%，锰:0.3%，铬:0.4%，镁:0.045%，铜:0.6%，铝:0.14%，锌:0.18%，硫:0.008%，磷:0.009%，其余为铁。
[0028]上述挖掘机斗齿的制备方法，包括以下步骤:
[0029](1)齿尖铸造
[0030]用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.5%,硅:1.9%，锰:1.3%，钥:0.18%,铬:0.5%,硼:0.006%,铼:0.49%,铝:0.03%，硫:0.015%，磷:0.022%，其余为铁；熔炼温度为1580°C，钢水出炉温度约为1560°C，加入稀土合金搅拌，2分钟后将1520°C的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖，将铸件自然冷却到室温后脱丰旲；
[0031](2)齿尖热处理
[0032]将齿尖按80°C /h在电炉中升温至11101固溶处理，保温51!，炉冷至室温；然后按80°C /h升温至650°C进行珠光体化处理，保温3h，炉冷至室温；再按100°C /h升温至1010°C固溶处理，保温3h，炉冷至室温；齿尖出炉后在回火炉中升温至270°C，保温4h，出炉自然冷却到室温；
[0033](3)齿座铸造
[0034]用中频炉熔炼齿座合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.38%，硅:
2.2%,锰:0.3%,铬:0.4%,镁:0.045%,铜:0.6%,铝:0.14%,锌:0.18%,硫:0.008%,磷:
0.009%,其余为铁，加热温度为1640°C，然后采用真空精炼炉铸造，将加工好的齿尖加热到440°C，固定于树脂模具的底部，将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中，浇注温度为1590°C，缓冷到1250°C保温lh，将铸件自然冷却到室温后脱模；
[0035](4)齿座退火
[0036]将齿座按100°C /h加温到880°C保温3小时，炉冷到680°C保温4小时，炉冷到460 °C出炉自然冷却到室温。
[0037]通过本实施例生产出来的斗齿，其力学性能为:抗拉强度1650MPa，屈服强度1120-1200MPa，硬度 HRC54-57，室温下冲击韧性 22_28J/cm2。
[0038]实施例2
[0039]一种挖掘机斗齿，包括齿座I和齿尖2两部分分别铸造而成，齿尖2并排固定在齿座I前端，齿尖2之间有间隙，齿尖根部3呈圆形，头部4呈圆弧形，齿尖2从根部3到头部4厚度慢慢减少。
[0040]作为优选，齿尖2整体长10cm，露出齿座I前端3cm，齿尖2之间间隙为0.5cm,圆弧形部位厚度为0.5cm。
[0041]本实施例所述的斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.4%，硅:1.8%，锰:
1.1%，钥:0.15%,铬:0.4%,硼:0.004%,铼:0.45%,铝:0.015%,硫:0.01%,磷:0.01%,其余为铁；齿座部分的各成份质量百分比为M:3.25%，硅:2.1%，锰:0.2%，铬:0.35%，镁:0.04%,铜:0.45%，铝:0.12%，锌:0.15%，硫:0.009%，磷:0.08%，其余为铁。
[0042]上述挖掘机斗齿的制备方法，包括以下步骤:
[0043](1)齿尖铸造[0044]用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.4%,硅:1.8%,锰:1.1%，钥:0.15%,铬:0.4%,硼:0.004%,铼:0.45%,铝:0.015%,硫:
0.01%，磷:0.01%，其余为铁；熔炼温度为1560°C，钢水出炉温度约为1520°C，加入稀土合金搅拌，2分钟后将1490°C的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖，将铸件自然冷却到室温后脱丰旲；
[0045](2)齿尖热处理
[0046]将齿尖按60°C /h在电炉中升温至1050°C固溶处理，保温4h，炉冷至室温；然后按700C /h升温至620°C进行珠光体化处理，保温2h，炉冷至室温；再按90°C /h升温至960°C固溶处理，保温3h，炉冷至室温；齿尖出炉后在回火炉中升温至260°C，保温3h，出炉自然冷却到室温；
[0047](3)齿座铸造
[0048]用中频炉熔炼齿座合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.25%，硅:
2.1%，锰:0.2%,铬:0.35%,镁:0.04%,铜:0.45%,铝:0.12%,锌:0.15%,硫:0.009%,磷:
0.08%，其余为铁，加热温度为1600°C，然后采用真空精炼炉铸造，将加工好的齿尖加热到400°C，固定于树脂模具的底部，将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中，浇注温度为1570°C，缓冷到1240°C保温lh，将铸件自然冷却到室温后脱模；
[0049](4)齿座退火
[0050]将齿座按90°C /h加温到860 V保温3小时，炉冷到640 V保温4小时，炉冷到
450 °C出炉自然冷却到室温。
[0051]通过本实施例生产出来的斗齿的力学性能为:屈服强度1120MPa，抗拉强度1605MPa，硬度HRC54，室温下冲击韧性22J/cm2。
[0052]实施例3
[0053]一种挖掘机斗齿，包括齿座I和齿尖2两部分分别铸造而成，齿尖2并排固定在齿座I前端，齿尖2之间有间隙，齿尖根部3呈圆形，头部4呈圆弧形，齿尖2从根部3到头部4厚度慢慢减少，齿尖2整体长12cm，露出齿座I前端4cm，齿尖2之间间隙为2cm，圆弧形部位厚度为1cm。
[0054]本实施例所述的斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为--碳:0.6%，硅:2.0%，锰:
1.4%,钥:0.2%,铬:0.6%,硼:0.008%,铼:0.54%,铝:0.035%,硫:0.02%,磷:0.03%,其余为铁；齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.55%，硅:2.3%，锰:0.4%，铬:0.45%，镁:0.05%,铜:0.7%，铝:0.15%，锌:0.2%，硫:0.01%，磷:0.01%，其余为铁。
[0055]上述挖掘机斗齿的制备方法，包括以下步骤:
[0056](I)齿尖铸造
[0057]用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:
0.6%,硅:2.0%,锰:1.4%,钥:0.2%,铬:0.6%,硼:0.008%,铼:0.54%,铝:0.035%,硫:0.02%,磷:0.03%，其余为铁；熔炼温度为1600°C，钢水出炉温度约为1580°C，加入稀土合金搅拌，3分钟后将1540°C的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖，将铸件自然冷却到室温后脱模；
[0058](2)齿尖热处理
[0059]将齿尖按90°C /h在电炉中升温至1160°C固溶处理，保温5h，炉冷至室温；然后按90°C /h升温至680°C进行珠光体化处理，保温3h，炉冷至室温；再按120°C /h升温至1040°C固溶处理，保温4h，炉冷至室温；齿尖出炉后在回火炉中升温至290°C，保温4h，出炉自然冷却到室温；
[0060](3)齿座铸造
[0061]用中频炉熔炼齿座合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.55%，硅:
2.3%,锰:0.4%,铬:0.45%,镁:0.05%,铜:0.7%,铝:0.15%,锌:0.2%,硫:0.01%,磷:0.01%,其余为铁，加热温度为1650°C，然后采用真空精炼炉铸造，将加工好的齿尖加热到500°C，固定于树脂模具的底部，将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中，浇注温度为1600°C，缓冷到1260°C保温2h，将铸件自然冷却到室温后脱模；
[0062](4)齿座退火
[0063]将齿座按120°C /h加温到900°C保温4小时，炉冷到700°C保温5小时，炉冷到
480 °C出炉自然冷却到室温。
[0064]通过本发明生产出来的斗齿的力学性能为:抗拉强度1685MPa，屈服强度1200MPa,硬度HRC57，室温下冲击韧性28J/cm2。
[0065]本发明所公 开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种挖掘机斗齿，其特征在于:包括齿座和齿尖两部分分别铸造而成，齿尖并排固定在齿座前端，齿尖之间有间隙，齿尖根部呈圆形，头部呈圆弧形，齿尖从根部到头部厚度慢慢减少。
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机斗齿，其特征在于:齿尖整体长10-12cm，露出齿座前端3-4cm,齿尖之间间隙为0.5-2cm,圆弧形部位厚度为0.5_lcm。
3.根据权利要求2所述的一种挖掘机斗齿，其特征在于:齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钥:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%,铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤ 0.03%,其余为铁；齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%，硅:2.1-2.3%，锰:0.2-0.4%，铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%,铝:0.12-0.15%,锌:0.15-0.2%,硫:≤0.01%，磷:≤0.01%，其余为铁。
4.根据权利要求3所述的一种挖掘机斗齿，其特征在于:斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.5%，硅:1.9%，锰:1.3%，钥:0.18%，铬:0.5%，硼:0.006%,铼:0.49%，铝:0.03%，硫:0.015%，磷:0.022%,其余为铁；齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.38%，硅:2.2%,锰:0.3%,铬:0.4%,镁:0.045%,铜:0.6%,铝:0.14%,锌:0.18%,硫:0.008%,磷:0.009%，其余为铁。
5.一种制造如权利要求2或3所述的一种挖掘机斗齿的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)齿尖铸造 用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为--碳..0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钥:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%，铝:0.015-0.035%,硫:(0.02%,磷:< 0.03%,其余为铁；熔炼温度为1560-1600°C，钢水出炉温度约为1520-1580°C，加入稀土合金搅拌，2_3分钟后将14900C -15400C的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖，将铸件自然冷却到室温后脱模； (2)齿尖热处理 将齿尖按60-90°C /h在电炉中升温至1050-1160°C固溶处理，保温4_5h，炉冷至室温；然后按70-90°C /h升温至620-680°C进行珠光体化处理，保温2_3h，炉冷至室温；再按90-1200C /h升温至960-1040°C固溶处理，保温3_4h，炉冷至室温；齿尖出炉后在回火炉中升温至260-290°C，保温3-4h，出炉自然冷却到室温； (3)齿座铸造 用中频炉熔炼齿座合金钢，所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%，硅:2.1-2.3%,锰:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%,铝:0.12-0.15%,锌:0.15-0.2%，硫:≤0.01%，磷:≤0.01%，其余为铁，加热温度为1600-1650°C，然后采用真空精炼炉铸造，将加工好的齿尖加热到400-500°C，固定于树脂模具的底部，将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中，浇注温度为1570-1600°C，缓冷到1240-1260保温l_2h，将铸件自然冷却到室温后脱模； (4)齿座退火 将齿座按90-120°C /h加温到860-900°C保温3-4小时，炉冷到640_700°C保温4-5小时，炉冷到450-480°C出炉`自然冷却到室温。
【文档编号】C22C38/34GK103602908SQ201310567667
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】蒋玉俊 申请人:东南大学