本发明涉及一种挖掘机斗齿的渗碳工艺。
背景技术：
抗磨材料是国家建设必不可少特种物资，它广泛应用于基建、采矿、水泥制造、火电等行业。据权威部门统计，2013年我国消耗抗磨材料3000万吨，其中斗齿约占三分之一左右，所以研发综合性能更加完善、更加抗磨的材料有着很高的经济效益和广阔前景，我们所熟悉的斗齿，其服役工况非常恶劣，对材料抗磨和抗冲击性的要求非常之苛刻，由于斗齿在工作状态下，成天和坚硬的砂石料相摩擦、相碰撞，不但磨损损耗很大，而且碰上坚硬的岩石，其冲击力也非常之大，所以斗齿必须要有较高的硬度的同时还必须兼有较高的冲击韧性，所以研发一种抗磨材料，提升设备的使用寿命，实现生产效率的提高和生产成本降低是很有必要的。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提升斗齿的含碳量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种挖掘机斗齿的渗碳工艺，包括以下步骤：(1)将催化剂和碳元素添加到砂型中；(2)铸件在铸型内浇铸完成时，铸型被钢水的储能加热；(3)铸型内的砂型中的催化剂受热后开始分解成氧化性气体；(4)碳元素在氧化性气氛中被氧化成CO气体，并在砂型中气四处逃散；(5)由于铸件的凝固收缩，在铸件和铸型之间形成空隙层，CO气体便积聚在这个缝隙中，使得铸件和碳元素有充分接触；(6)CO遇到处于温度为400-700℃状态的铸件，又产生逆反应，反应产物C与正处于奥氏体组织的铸件接触，很快就会固溶其中，继而向铸件较深的地方迁移。
作为优选，所述砂型与铸件之间设有耐火涂料层，所述耐火涂层附着在砂型上，CO气体通过耐火涂料层进入到铸件和铸型之间的空隙层。
作为优选，所述耐火涂层为锆英粉与工业酒精，其中锆英粉与工业酒精的配比为1∶1。
作为优选，所所述催化剂为MCO3，M代表金属元素。
本发明的有益效果是：在型砂中添加一定的碳素材料和催化剂，型砂中的碳元素气化后输送到铸型和铸件的界面上，铸件表面吸收，并且在溶度差情况下，C从表面向内部迁移，耐火涂料层是为了增加铸型的耐火度，以及延长铸型的溃散失效时间而增加的，能够使得近铸件表面，含碳量越高，从而能够提高斗齿的抗磨效果，提升设备的使用寿命，实现生产效率的提高和生产成本的降低。
附图说明
图1为本发明铸件渗碳示意图。
图中：1、铸件；2、空隙层；3、耐火涂料层；4、砂型。
具体实施方式
参照图1，本案例实施的一种挖掘机斗齿的渗碳工艺，包括以下步骤：(1)将催化剂和碳元素添加到砂型4中；(2)铸件1在铸型内浇铸完成时，铸型被钢水的储能加热；(3)铸型内的砂型4中的催化剂受热后开始分解成氧化性气体；(4)碳元素在氧化性气氛中被氧化成CO气体，并在砂型4中气四处逃散；(5)由于铸件1的凝固收缩，在铸件1和铸型之间形成空隙层2，CO气体便积聚在这个缝隙中，使得铸件1和碳元素有充分接触；(6)CO遇到处于温度为400-700℃状态的铸件1，又产生逆反应，反应产物C与正处于奥氏体组织的铸件1接触，很快就会固溶其中，继而向铸件1较深的地方迁移；
所述砂型4与铸件1之间设有耐火涂料层3，所述耐火涂层附着在砂型4上，CO气体通过耐火涂料层3进入到铸件1和铸型之间的空隙层2，所述耐火涂层为锆英粉与工业酒精，其中锆英粉与工业酒精的配比为1∶1，所所述催化剂为MCO3，M代表金属元素。
MCO3受热以后生成MO与CO2，CO2和C受热后生成CO。
在型号为6Y3552-1斗齿，铸件1重量49.2kg，化学成分：C2～2.5％、Cr5～6.5％、Ni2～3％、Mn 0.5～0.7％、Si 0.6～0.8％、P≤0.03％、S≤0.02％，余量为Fe，熔炼温度：1640-1660℃，1吨快速中频炉熔炼，浇注温度：1540-1560℃，浇注之后2小时落砂，落砂时铸件1温度在650℃左右，采用加有碳素元素的冷芯盒铸型(实验组)和传统水玻璃精密铸造模壳(对照组)两组使用同一炉钢水，各浇注6件铸件1进行测试，为防止在浇注过程前后时间差的关系，造成化学成分的差异影响实验的准确性，采用同一包钢水，实验组和对照组对照组各浇注一箱的办法进行浇注，铸件1冷却后我们从铸件1最厚的部位用线切割取样铸件1冷却后我们从铸件1最厚的部位用线切割取样铸件1冷却后我们从铸件1最厚的部位用线切割取样。
取样后采用磨削的办法，逐层从外到内用光谱仪化验，分析结果列于表1和表2。
表1，试验组铸件1含碳量变化
表表2，对照组铸件1含碳量变化
从表所列的数据可以看出，实验组的铸件1从表面到铸件1中心的含碳量呈指数曲线下降，到3mm深度之后含碳量基本接近在原钢水的含碳量，越接近铸件1表面，含碳量越高，达到0.7％，渗碳深度达到3mm，增碳效果非常明显。
而对照组的化学成分，见表2，从铸件1表面到铸件1中心含碳量基本没有变化，接近原钢水的含碳量，表面含碳量稍有降低，原因是精铸件1在冷却过程中有氧化脱碳现象，这个现象跟要求刚好相反，虽然轻微，但也是不希望出现的。
用台式硬度计，热处理前用布氏硬度计，热处理后用络氏硬度计，测量结果见表3。
表3
数据分析：铸态下铸件1的表面硬度，试验组比对照组高出许多，说明铸件1渗碳效果对硬度起到明显增强作用。
这里有个现象，从化学成分上看，渗碳的深度在3mm左右，而硬度值在5mm的地方也高于对照组，分析认为这不是增碳效果的作用，而是用冷芯盒造型工艺，型砂溃散性好，开箱后铸件1尚处于较高温度就裸露于空气中，冷却快故而硬度高。而对照组用的是水玻璃型壳在温度较高时型壳不易脱落，牢牢包敷在铸件1表面，影响冷却速度，故而硬度较低。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。