本发明涉及耐磨斗齿领域，具体涉及一种耐磨金属复合斗齿及其生产工艺。
背景技术：
：挖掘机斗齿是挖掘机上的重要部件，类似于人的牙齿，也是易损件，挖掘机斗齿在矿山的采掘过程中由于会与与矿石直接的进行接触，工作条件十分恶劣。它除正常凿削磨损外，还承受强烈的冲击负荷，经常发生断裂现象，使用寿命常常很短，因而成为挖掘机的主要易损件，成为挖掘机斗齿厂家面临的一大难题，为提高斗齿的耐磨性，常加入铬、铂、镍、钒、钦及稀土元素，以强化奥氏体或形成高硬度的合金碳化物，但是组分之间的配比和冶炼方法及热处理工艺的不成熟，导致国内斗齿仍未达到高耐磨度的优质水平。技术实现要素：(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐磨金属复合斗齿及其生产工艺，通过优化原料配方与配比，改进生产工艺，严格把控各阶段的温度和用时，达到生产高耐磨度金属复合斗齿的目的。(二)技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种耐磨金属复合斗齿，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：0.8-1.5％、mn：0.8-1.0％、ti：0.3-0.4％、si：0.3-0.4％、ca：0.5-1.0％、cr：0.5-1.0％、ni:0.4-0.9％、v：0.5-0.8％、s：0.2-0.5％、b：0.1-0.5％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。优选地，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：0.9-1.3％、mn：0.8-0.9％、ti：0.35-0.4％、si：0.3-0.35％、ca：0.5-0.8％、cr：0.9-1.0％、ni:0.4-0.5％、v：0.6-0.7％、s：0.3-0.4％、b：0.2-0.4％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。优选地，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：1.0％、mn：0.85％、ti：0.38％、si：0.33％、ca：0.6％、cr：0.9％、ni：0.4％、v：0.65％、s：0.35％、b：0.3％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。上述耐磨金属复合斗齿的生产工艺，包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将成分为c、mn、si、ca、cr、ni、fe的原料在120-130℃时入炉熔炼，以100-110℃/h的升温速率升温至550-600℃，保温30-40min后，保持120-140℃/h的升温速率至熔池形成，并同时脱氧去气，加入炉渣覆盖刚液表面，扒渣插铝终脱氧后，将成分ti、v、s、b的原料加入炉内，开启超声波振动搅拌，直至钢水温度为1600-1650℃时出炉；(2)控制真空度为0.04-0.05，控制浇注温度为1500-1550℃，将钢水浇注在预处理后的蜡膜壳内，先小流对准浇口，而后立即大流浇注，最后度点浇冒口3-4次；(3)在10-20min内降温至1200-1300℃，震动凝固，当铸件降温至910-930℃时，用水淬火，破碎蜡膜壳，切割冒口，出水后立即装炉回火，控制回火温度并保温一段时间后，将斗齿吊出空冷。优选地，步骤(2)中所述预处理后的蜡膜壳是指将其提前预热，并控制预热温度为400-450℃。优选地，步骤(2)中每个铸件的浇注时间控制在20s之内。优选地，步骤(3)中所述水的体积控制在铸件的10-12倍，水温控制在10℃-20℃。优选地，步骤(3)中所述回火温度为220-240℃，回火后保温8-10h。(三)有益效果本发明提供一种耐磨金属复合斗齿及其生产工艺，具有以下有益效果：首先，在原料的选择中，加入c、mn、fe等基础元素，实现热处理后单相奥氏体的获得和固化，选择si、cr等元素，实现熔融过程中的脱氧、增加铸件力学性能等功能，选择v、s、b、ti、ni、ca等元素进行微合金化处理，进一步细化晶粒，例如b元素的加入，能够提高材料的晶界结合能力、降低金属间化合物的反向畴能、降低合金的长程有序度并细化晶粒，其次，在原料的组分含量上，优选各组分含量，在保证各组分发挥强化硬度，增加耐磨度的同时，降低对奥氏体含量的负面影响，在制作工艺上，熔融时加入炉渣覆盖刚液表面，能够保护钢液，减少氧化，并开启超声波搅拌，使得原料分散均匀，细化晶粒，提高铸件的耐磨程度，通过提高铸件的冷却速度，促进自发形核，细化晶粒，提高铸件的耐磨程度，最后，控制每一步的温度和反应时间，例如控制浇注的时间在20s之内，控制温度为1500-1550℃，能够有效提高铸件强度，增加耐磨性。具体实施方式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。实施例1：一种耐磨金属复合斗齿，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：1.0％、mn：0.85％、ti：0.38％、si：0.33％、ca：0.6％、cr：0.9％、ni：0.4％、v：0.65％、s：0.35％、b：0.3％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。上述耐磨金属复合斗齿的生产工艺，包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将成分为c、mn、si、ca、cr、ni、fe的原料在120℃时入炉熔炼，以100℃/h的升温速率升温至550℃，保温30min后，保持120℃/h的升温速率至熔池形成，并同时脱氧去气，加入炉渣覆盖刚液表面，扒渣插铝终脱氧后，将成分ti、v、s、b的原料加入炉内，开启超声波振动搅拌，直至钢水温度为1600℃时出炉；(2)控制真空度为0.04，控制浇注温度为1500℃，将钢水浇注在预热温度为400℃的蜡膜壳内，先小流对准浇口，而后立即大流浇注，最后度点浇冒口3次，每个铸件的浇注时间控制在20s之内；(3)在10min内降温至1200℃，震动凝固，当铸件降温至910℃时，用水淬火，水温控制在10℃℃，破碎蜡膜壳，切割冒口，出水后立即装炉回火，控制回火温度为220℃并保温8h后，将斗齿吊出空冷。实施例2：一种耐磨金属复合斗齿，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：0.9、mn：0.8、ti：0.35、si：0.3、ca：0.5、cr：0.9、ni:0.4、v：0.6、s：0.3、b：0.2，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。上述耐磨金属复合斗齿的生产工艺，包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将成分为c、mn、si、ca、cr、ni、fe的原料在120-130℃时入炉熔炼，以100-110℃/h的升温速率升温至550-600℃，保温30-40min后，保持120-140℃/h的升温速率至熔池形成，并同时脱氧去气，加入炉渣覆盖刚液表面，扒渣插铝终脱氧后，将成分ti、v、s、b的原料加入炉内，开启超声波振动搅拌，直至钢水温度为1600-1650℃时出炉；(2)控制真空度为0.04-0.05，控制浇注温度为1500-1550℃，将钢水浇注在预热温度为400-450℃的蜡膜壳内，先小流对准浇口，而后立即大流浇注，最后度点浇冒口3-4次，每个铸件的浇注时间控制在20s之内；(3)在10min内降温至1300℃，震动凝固，当铸件降温至930℃时，用水淬火，水温控制在20℃，破碎蜡膜壳，切割冒口，出水后立即装炉回火，控制回火温度为240℃并保温10h后，将斗齿吊出空冷。实施例3：一种耐磨金属复合斗齿，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c1.3％、mn：0.9％、ti：0.4％、si：0.35％、ca：0.8％、cr：1.0％、ni:0.5％、v：0.7％、s：0.4％、b：0.4％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。上述耐磨金属复合斗齿的生产工艺，包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将成分为c、mn、si、ca、cr、ni、fe的原料在130℃时入炉熔炼，以110℃/h的升温速率升温至600℃，保温40min后，保持140℃/h的升温速率至熔池形成，并同时脱氧去气，加入炉渣覆盖刚液表面，扒渣插铝终脱氧后，将成分ti、v、s、b的原料加入炉内，开启超声波振动搅拌，直至钢水温度为1650℃时出炉；(2)控制真空度为0.05，控制浇注温度为1550℃，将钢水浇注在预热温度为450℃的蜡膜壳内，先小流对准浇口，而后立即大流浇注，最后度点浇冒口4次，每个铸件的浇注时间控制在20s之内；(3)在20min内降温至1300℃，震动凝固，当铸件降温至930℃时，用水淬火，水温控制在20℃，破碎蜡膜壳，切割冒口，出水后立即装炉回火，控制回火温度为240℃并保温10h后，将斗齿吊出空冷。实施例4：一种耐磨金属复合斗齿，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：1.5％、mn：1.0％、ti：0.4％、si：0.4％、ca：1.0％、cr：1.0％、ni:0.9％、v：0.8％、s：0.5％、b：0.5％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。上述耐磨金属复合斗齿的生产工艺，包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将成分为c、mn、si、ca、cr、ni、fe的原料在130℃时入炉熔炼，以110℃/h的升温速率升温至560℃，保温35min后，保持130℃/h的升温速率至熔池形成，并同时脱氧去气，加入炉渣覆盖刚液表面，扒渣插铝终脱氧后，将成分ti、v、s、b的原料加入炉内，开启超声波振动搅拌，直至钢水温度为1610℃时出炉；(2)控制真空度为0.04，控制浇注温度为1530℃，将钢水浇注在预热温度为420℃的蜡膜壳内，先小流对准浇口，而后立即大流浇注，最后度点浇冒口3次，每个铸件的浇注时间控制在20s之内；(3)在18min内降温至1250℃，震动凝固，当铸件降温至920℃时，用水淬火，水温控制在18℃，破碎蜡膜壳，切割冒口，出水后立即装炉回火，控制回火温度为2300℃并保温9h后，将斗齿吊出空冷。实施例5：一种耐磨金属复合斗齿，以重量百分比计，该耐磨金属复合斗齿由如下成分组成：c：1.0％、mn：0.9％、ti：0.3％、si：0.44％、ca：0.7％、cr：0.9％、ni:0.5％、v：0.7％、s：0.4％、b：0.4％，余量为fe，以及其它生产过程中不可避免的杂质。上述耐磨金属复合斗齿的生产工艺，包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将成分为c、mn、si、ca、cr、ni、fe的原料在128℃时入炉熔炼，以104℃/h的升温速率升温至590℃，保温34min后，保持130℃/h的升温速率至熔池形成，并同时脱氧去气，加入炉渣覆盖刚液表面，扒渣插铝终脱氧后，将成分ti、v、s、b的原料加入炉内，开启超声波振动搅拌，直至钢水温度为1645℃时出炉；(2)控制真空度为0.05，控制浇注温度为1520℃，将钢水浇注在预热温度为410℃的蜡膜壳内，先小流对准浇口，而后立即大流浇注，最后度点浇冒口3次，每个铸件的浇注时间控制在20s之内；(3)在15min内降温至1290℃，震动凝固，当铸件降温至915℃时，用水淬火，水温控制在13℃，破碎蜡膜壳，切割冒口，出水后立即装炉回火，控制回火温度为235℃并保温9h后，将斗齿吊出空冷。下表为本发明实施例1-3与现有普通斗齿在硬度与冲击韧性等方面的性能测试，控制冲击式样均为10×10×55mm，v型缺口试样。测试项目单位普通斗齿实施例1实施例2实施例3硬度hbs48.158.557.357.1冲击韧性j/cm218.529.529.329.4抗拉强度mpa1650180717951789由上表可知，本发明实施例1-3在硬度、冲击韧性、抗拉强度性能上，均优于现有技术，说明按照本发明提供的配方原料和生产工艺，能够生产优质的耐磨斗齿，具有良好的经济效应。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，包括语句“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。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。当前第1页12