专利名称：：铲齿材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及金属材料
技术领域：
，具体涉及一种铲齿材料。
背景技术：
：铲齿是工程机械挖机的重要基础配件，因其服役环境条件的恶劣，要求应具备超高强度和韧性，但实际使用中常发生因强度、韧性不足断裂而失效，直接对机械使用的可靠性、效率产生重大影响。国内外目前通用和在研制中的高强韧性铲齿材料大体有CrMnSi系、CrNiMo系、CrMnSiNiMo系，途径都是在CrMnSi系列材料的基础上以单一提高韧性为目的进行Mo、Ni元素的调整、添加。但是铲齿的实际工作受力情况属小能量多次冲击形式，小能量多次冲击考核的是构件、材料的疲劳强度，因此首先应在提高强度的前提下去提高韧性，尽而解决铲齿的断裂现象，而非单一解决韧性问题。由于铲齿要求高强度、高冲击韧性，其中冲击韧性近年已被提到首要地位，而目前国内外铲齿所能达到的冲击韧性指标(akv)均在2025J/cn^之间，而实际产品市场的要求已高达30J/cm2以上，铲齿截面强度不足的主要原因是从表面到心部的硬度梯度过陡，材料淬透性不足，同时铲齿截面非马氏体组织过多冲击韧性下降也是造成断裂的主要原因之一。因此，现有技术的铲齿材料无法在强度和韧性上满足使用要求，研究具有高强度和高韧性的铲齿材料成为一种必然的发展趋势。
发明内容本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，而提供一种高强度、高冲击韧性的铲齿材料。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种铲齿材料，由如下重量百分比的组分组成铬(Cr)1.5%~2.2%，硅(Si)1.0%~1.7%，锰(Mn)0.8%~1.5%，钼(Mo)0.10%~0.40%，碳(C)0.22%~0.28%，铝(Al)0.03%~0.07%，余量为铁(Fe)。作为优选，本发明的一种铲齿材料，由如下重量百分比的组分组成铬1.6%~1.8%，硅1.3%1.5%，锰0.9%~1.26%，钼0.10%0.2%，碳0.23%~0.26%，铝0.04%~0.06%，余量为铁。本发明的高强度、高韧性铲齿材料主要依据下述原理(1)组织性能机理在金属相变理论中组织与强度、韧性关系最理想的是位错马氏体(又称板条马氏体)，而其量的多少直接影响铲齿的强韧性，在伊齿横截面的量也直接影响铲齿的整体强韧性。(2)成份组织机理金属材料中各元素正确和合理的量搭配直接影响组织的形成，性能随之变化。(3)成份原则合金元素的选用和量的确定，依据单一元素在钢中真实破断强度(Sk)值的最佳含量和抗拉强度(ab)值的最佳含量选用，结合大型铲齿最大实件截面中心部位淬透，硬度(服C)可达48以上。材料特性铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mo)元素总量在3%4%之间，具有高淬透性。含碳(C)量在0.3%以下，在材料淬透的前提下整个铲齿的横截面板条马氏体在90%以上。适量的钼(Mo)除增加淬透性外，主要目的是消除产品在铸造冷却过慢时产生的脆化现象。加入适量的铝(Al)，主要起到脱氧作用。本发明的优点和有益效果1.本发明的铲齿材料，强度和韧性综合力学性能比原有的材料有了较大幅度的提高，在一定程度上解决了现有产品在使用中因强度和韧性不足而发生断裂的问题，因此提升了产品技术质量水平。2.本发明的铲齿材料制备的铲齿经过多次试验，尚无断裂现象发生，因此可以满足市场需要。具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例实施例本发明的实施例伊齿材料样品制备工艺如下在500kg可控硅中频感应电炉中加入本发明各组分物料_^融炼上述物料(温度1650167(TC)_^脱氧、捞渣_^成分分析_加入合金元素调整成分_脱氧、捞渣_成分化验(成分微调)-浇铸(浇铸钢液温度1560~1620°C)，浇铸出楔型试块和40kg/件伊齿64件。然后对铲齿工件和楔型试块进行热处理采用Rx3-45-9箱型电炉进行正火和淬火处理，然后采用RJ2-55-6井式电炉进行回火处理。上述制备过程大体和本行业内常规铲齿材料样品生产相同。本发明的铲齿材料各实施例的具体组分和组分重量百分比列于表1。表1实施例各个组分含量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>材料的力学性能测试用楔型试块加工出试棒做拉伸和冲击试验，伊齿实体做硬度测试和常温下的冲击试验，硬度在f产齿实体横截面中心部位测试。(1)拉伸试验试棒两根表2拉伸试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)常温下冲击试样三组表3冲击试验数据(冲击韧性值akvJ/cm2)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(上述三组试样，每组三个试样，共九个试样)(3)硬度取横截面有效厚度为120mm的铲齿做解剖后测试，中心硬度结果分别为HRC48\47\48\49\49心部硬度达到HRC48-52的使用技术要求。上述性能检测主要采用CST-50冲击试样投影仪进行V型缺口检测；JB300B半自动冲击试验机进行冲击试验；We300A拉伸试验机进行拉伸试验；华银HB3000布氏硬度试验机进行硬度测试(本发明测试出的布氏硬度，再采用行业内常规布氏硬度与洛氏硬度换算关系换算为洛氏硬度，列于上述表2中)。试验方法采用GB228-1987静拉伸试验方法；GB/T224-1994金属夏比试验方法和GB/T231.1-2004金属材料硬度试验方法检测。通过上述试验数据及加工过程可知本发明的铲齿材料的铸造工艺性良好，钢水的流动性、收缩开裂倾向均同普通低碳合金钢；热处理加热冷却变形、开裂倾向小，易于工艺操作。权利要求1.一种铲齿材料，其特征在于由如下重量百分比的组分组成铬1.5％～2.2％，硅1.0％～1.7％，锰0.8％～1.5％，钼0.10％～0.40％，碳0.22％～0.28％，铝0.03％～0.07％，余量为铁。2.根据权利要求1所述的铲齿材料，其特征在于由如下重量百分比的组分组成铬1.6%~1.8%，硅1.3%~1.5%，锰0.9%~1.26%，钼0.10%~0.20/0，碳0.23%~0.26%，铝0.04%~0.06%，余量为铁。全文摘要本发明公开一种铲齿材料，由如下重量百分比的组分组成铬1.5％～2.2％，硅1.0％～1.7％，锰0.8％～1.5％，钼0.10％～0.40％，碳0.22％～0.28％，铝0.03％～0.07％，余量为铁。本发明的铲齿材料，强度和韧性综合力学性能比原有的材料有了较大幅度的提高，在一定程度上解决了现有产品在使用中因强度和韧性不足而发生断裂的问题，因此提升了产品技术质量水平。且使用本发明的铲齿材料制备的铲齿经过多次试验，尚无断裂现象发生，因此可以满足市场对高强度、高韧性铲齿的需要。文档编号E02F9/28GK101525725SQ20091009747公开日2009年9月9日申请日期2009年4月3日优先权日2009年4月3日发明者王亚伟,韦克文申请人:宁波通达精密铸造有限公司