一种耐磨铸钢斗齿及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种耐磨铸钢斗齿及其制备方法。
【背景技术】
[0002]挖掘机斗齿是挖掘机的重要部件，挖掘机的斗齿在矿山的采掘过程中直接与矿石接触，工作条件十分恶劣。挖掘机斗齿因表面硬度低，耐磨性差，除正常凿削磨损外，还要承受强烈的冲击负荷，部位因为韧性不足，在施工中不断受到各种强大作用力的冲击而发生脆断。目前挖掘机斗齿大多用高锰钢或合金钢制造。在中等冲击工况下，高锰钢韧性有余而耐磨性较差，为此，国内外发展了一系列低合金钢用于制造斗齿，其含碳量一般在0.35%以下，以Cr、N1、Mo、S1、Mn、B等为主要合金化元素，以提高钢的淬透性或形成碳化物提高耐磨性。铸造工艺为水玻璃精密铸造，利用中频熔炼方法熔炼，正常的脱氧工艺加0.06-0.10%的纯铝终脱氧，浇铸温度为1520-1580°C，没有进行钢水微合金化和变质处理，得到的产品机械性能及冲击韧性不理想，斗齿在使用过程中易断裂。
【发明内容】
[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种综合机械性能好，韧性高、抗拉强度好、耐磨性强，使用寿命长的挖掘机斗齿。
[0005]( 二)技术方案
[0006]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0007]—种耐磨铸钢斗齿，由以下百分比含量的成分组成: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%，稀土变质剂2.0-2.5%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0008]优选地，所述杂质中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]优选地，所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%, Si 10%, Ti7%，V 6%，Cr 5%，稀土金属为Re质量的20-50%，Y为Re质量的40-70%，Fe余量。
[0010]优选地，所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%, Si 10%, Ti7%, V 6%, Cr 5%，稀土金属 10%，Y 15%, Fe 余量。
[0011]耐磨铸钢斗齿的制备方法，包括铸造工序和热处理工序:
[0012]1)铸造工序:将含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金钢原料进行熔炼，熔炼温度为1570-1610°C，熔炼过程中脱氧，将熔炼后的钢水浇注到放置有稀土变质剂的浇铸钢包底部，钢水出炉温度控制在1530-1550°C，浇铸于斗齿铸模得到斗齿铸件；
[0013]2)热处理工序:将斗齿铸件加热到960°C _990°C，淬火，保温2_5小时，再进行回火处理，回火温度为200°C -220°C，回火后保温时间为4-6小时。
[0014]有益效果:本发明优化了 C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分之间的配比，使其配方更加合理，提高了斗齿的硬度、塑性、韧性和抗拉强度，添加的W在钢中和C形成硬而微小分散、难熔的碳化物，细化组织，提高斗齿的硬度和耐磨性；添加的适量的稀土元素Ce使得斗齿的韧性得到进一步的改善，Co元素在钢水铸造中能够吸收大量的能量而组织裂纹扩展，能提高回火稳定性。并且通过稀土元素变质剂对钢水进行变质处理，使得到的斗齿机械性能及冲击韧性得到提高。本发明在不同负荷冲击下提高了斗齿耐磨性，其性能达到抗拉强度Rm彡1720MPa，硬度HRC55-57，夏比冲击Akv彡17J，且制备方法简便。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]实施例1:
[0017]一种耐磨铸钢斗齿，由以下百分比含量的元素组成:C 0.28%，Μη 1.3%, Si0.9 %, Cr 1.5 %, Co 0.6 %, ff 0.58 %, Ce 0.15 %，稀土变质剂 2.4 %，S 彡 0.03 %，P ^ 0.03%，余量为 Fe。
[0018]所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%, Si 10%, Ti 1%, V6%, Cr 5%，稀土金属 10%，Y 15%，Fe 余量。
[0019]耐磨铸钢斗齿的制备方法，包括铸造工序和热处理工序:
[0020]1)铸造工序:将含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金钢原料进行熔炼，熔炼温度为1570-1610°C，熔炼过程中脱氧，将熔炼后的钢水浇注到放置有稀土变质剂的浇铸钢包底部，钢水出炉温度控制在1530-1550°C，浇铸于斗齿铸模得到斗齿铸件；
[0021]2)热处理工序:将斗齿铸件加热到960°C _990°C，淬火，保温2_5小时，再进行回火处理，回火温度为200°C -220°C，回火后保温时间为4-6小时。
[0022]实施例2:
[0023]一种耐磨铸钢斗齿，由以下百分比含量的元素组成:C 0.22，Μη 1.5%，Si 0.7%，Cr 1.?%, Co 0.4%, ff 0.63%, Ce 0.12%，稀土变质剂 2.0%, S ^ 0.03%, P 彡 0.03%,
余量为Fe。
[0024]所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%, Si 10%, Ti ?%, V6%, Cr 5%，稀土金属6%，￥21%，？6余量。
[0025]耐磨铸钢斗齿的制备方法，包括铸造工序和热处理工序:
[0026]1)铸造工序:将含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金钢原料进行熔炼，熔炼温度为1570-1610°C，熔炼过程中脱氧，将熔炼后的钢水浇注到放置有稀土变质剂的浇铸钢包底部，钢水出炉温度控制在1530-1550°C，浇铸于斗齿铸模得到斗齿铸件；
[0027]2)热处理工序:将斗齿铸件加热到960°C _990°C，淬火，保温2_5小时，再进行回火处理，回火温度为200°C -220°C，回火后保温时间为4-6小时。
[0028]实施例3:
[0029]一种耐磨铸钢斗齿，由以下百分比含量的元素组成:C 0.32%，Μη 1.2%, Si1.1%, Cr 1.4%, Co 0.9 %, ff 0.25%，Ce 0.18 %，稀土变质剂 2.5 %，S 彡 0.03 %，P ^ 0.03%，余量为 Fe。
[0030]所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%, Si 10%, Ti 1%, V6%, Cr 5%，稀土金属 15%，Y 12%，Fe 余量。
[0031]耐磨铸钢斗齿的制备方法，包括铸造工序和热处理工序:
[0032]1)铸造工序:将含C、Mn、S1、Cr、Co、W、Ce、Fe成分的合金钢原料进行熔炼，熔炼温度为1570-1610°C，熔炼过程中脱氧，将熔炼后的钢水浇注到放置有稀土变质剂的浇铸钢包底部，钢水出炉温度控制在1530-1550°C，浇铸于斗齿铸模得到斗齿铸件；
[0033]2)热处理工序:将斗齿铸件加热到960°C _990°C，淬火，保温2_5小时，再进行回火处理，回火温度为200°C -220°C，回火后保温时间为4-6小时。
[0034]综上，本发明实施例提高了斗齿的硬度、塑性、韧性和抗拉强度，并且采用稀土元素变质剂对钢水进行变质处理，使得到的斗齿机械性能及冲击韧性得到提高。本发明在不同负荷冲击下提高了斗齿耐磨性，其性能达到抗拉强度Rm彡1720MPa，硬度HRC55-57，夏比冲击Akv彡17J，且制备方法简便。
[0035]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0036]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种耐磨铸钢斗齿，其特征在于，由以下百分比含量的成分组成: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%，稀土变质剂2.0-2.5%，余量为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的耐磨铸钢斗齿，其特征在于，所述杂质中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.如权利要求1所述的耐磨铸钢斗齿，其特征在于，所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%, Si 10%, Ti 7%,V 6%,Cr 5%，稀土金属为Re质量的20-50%，Y为Re质量的40-70%，Fe余量。4.如权利要求3所述的耐磨铸钢斗齿，其特征在于，所述稀土变质剂由以下百分比含量的元素组成:Re 30%,Si 10%,Ti 7%,V 6%,Cr 5%，稀土金属 10%，Y 15%，Fe 余量。5.一种如权利要求1至4任意一项所述的耐磨铸钢斗齿的制备方法，其特征在于，包括铸造工序和热处理工序: 1)铸造工序:将含c、Mn、S1、Cr,Co, W、Ce、Fe成分的合金钢原料进行熔炼，熔炼温度为1570-1610°C，熔炼过程中脱氧，将熔炼后的钢水浇注到放置有稀土变质剂的浇铸钢包底部，钢水出炉温度控制在1530-1550°C，浇铸于斗齿铸模得到斗齿铸件； 2)热处理工序:将斗齿铸件加热到960°C-990°C，淬火，保温2_5小时，再进行回火处理，回火温度为200°C -220°C，回火后保温时间为4-6小时。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨铸钢斗齿，由以下百分比含量的成分组成：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％，稀土变质剂2.0-2.5％，余量为Fe及不可避免的杂质，其制备方法包括铸造工序和热处理工序。本发明提高了斗齿的硬度、塑性、韧性和抗拉强度，并且采用稀土元素变质剂对钢水进行变质处理，使得到的斗齿机械性能及冲击韧性得到提高。本发明在不同负荷冲击下提高了斗齿耐磨性，其性能达到抗拉强度Rm≥1720MPa，硬度HRC55-57，夏比冲击Akv≥17J，且制备方法简便。
【IPC分类】C22C38/30, C21D1/18
【公开号】CN105316583
【申请号】CN201510726891
【发明人】仰明, 李和成
【申请人】安徽省三方新材料科技有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月28日