专利名称：新型耐磨铲齿材料及制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及挖掘机，具体地说是一种新型耐磨铲齿材料及制备工艺。
背景技术：
在现有技术中，4立方米挖掘机一般用来挖掘矿石，其铲齿的使用寿命一直是急待解决的问题，目前，铲齿为光滑平表面设计，主要采用ZGMn13材料，固熔处理后硬度为HB170～210，具有良好的抗强冲击能力，但其耐磨性主要来源于冲击矿石而产生的表面层加工硬化，材料本身的耐磨性不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型耐磨铲齿材料及制备工艺。
本发明的技术方案是按质量百分数计，其铲齿材料成份为C1.15～1.35、Si 0.4～0.7、Mn 12～14、P＜0.07、V 0.3～0.6、Ti 0.12～0.18、余量为Fe；制备工艺采用二个阶段进行弥散强化热处理1)清除铸态组织将铸态的铲齿加热到950～980℃，保温，空气冷却至室温～200℃之间；2)固溶处理重新加热至1080～1120℃，水冷固溶；其水冷温度为30～50℃，以充分的消除铸态组织，发挥V、Ti高熔点碳化物的强化作用。
本发明具有如下优点1.耐磨性能更优。由于在诸多元素中，V和Ti的碳氮化合物有强烈的形核作用，本发明将V和Ti的共同加入，以明显提高高锰钢的屈服强度及原始硬度，经变形硬化后可得到较高的硬度。另外坚硬而难溶的V，Ti碳氮化物分布于奥氏体的基体中，能提高钢的抗磨料磨损能力。
2.最大程度发挥合金元素的作用。在高锰钢合金化的基础上，调整热处理工艺，如将1050～1100℃保温、水冷，传统的水韧处理过程用消除铸态组织和固溶处理两个阶段热处理代替，该工艺方法适合金元素的作用最大程度的发挥，使本发明使用性能稳定，无“断齿”现象，单齿平均使用寿命约为原来的ZGMn13使用寿命的2.225倍。
具体实施例方式
下面结合实施例详述本发明。
实施例1本发明铲齿材料成份按质量百分数计，其成份为C 1.15、Si 0.7、Mn 12、P 0.06、V 0.6、Ti 0.18、余量为Fe；制备工艺采用二个阶段进行弥散强化热处理1)清除铸态组织将铸态的铲齿加热到980℃，保温，空气冷却至100℃；2)固溶处理重新加热至1080℃，水冷固溶；其水冷温度为50℃。
本发明能充分的消除铸态组织，发挥V、Ti高熔点碳化物的强化作用，与现有技术中ZGMn13成份的铲齿相比，其平均使用寿命数据如下铲齿类型 使用时间 单齿平均挖矿量原有ZGMn13铲齿 13天 8880吨本发明 41天 21200吨本发明单齿使用寿命约为原来的ZGMn13使用寿命的2.387倍，比普通铲齿使用寿命提高122.5％。仅铲齿一项为弓长岭露天矿可节约费用40.2万元/年。
实施例2与实施例1不同之处在于本发明成份按质量百分数计，其成份为C 1.35、Si 0.4、Mn 14、P 0.07、V 0.3、Ti 0.12、余量为Fe；制备工艺采用二个阶段进行弥散强化热处理1)清除铸态组织将铸态的铲齿加热到950℃，保温，空气冷却至200℃；2)固溶处理重新加热至1120℃，水冷固溶；其水冷温度为30℃。
本发明能充分的消除铸态组织，发挥V、Ti高熔点碳化物的强化作用，与现有技术中ZGMn13成份的铲齿相比，其平均使用寿命数据如下铲齿类型 使用时间 单齿平均挖矿量原有ZGMn13铲齿 15天 9138吨本发明 40天 19190吨本实施例单齿使用寿命约为原来的ZGMn13使用寿命的2.1倍。
实施例3与实施例1不同之处在于本发明铲齿材料成份按质量百分数计，其成份为C 1.20、Si 0.55、Mn 13、P 0.03、V 0.45、Ti 0.15、余量为Fe；制备工艺采用二个阶段进行弥散强化热处理1)清除铸态组织将铸态的铲齿加热到960℃，保温，空气冷却至室温；2)固溶处理重新加热至1100℃，水冷固溶；其水冷温度为40℃。
本发明能充分的消除铸态组织，发挥V、Ti高熔点碳化物的强化作用，与现有技术中ZGMn13成份的铲齿相比，其平均使用寿命数据如下铲齿类型使用时间 单齿平均挖矿量原有ZGMn13铲齿14天 10280吨本发明42天 21200吨本实施例单齿使用寿命约为原来的ZGMn13使用寿命的2.06倍。
权利要求
1.一种新型耐磨铲齿材料，其特征在于按质量百分数计，其成份C为1.15～1.35、Si为0.4～0.7、Mn为12～14、P＜0.07、V为0.3～0.6、Ti为0.12～0.18、余量为Fe。
2.一种按照权利要求1所述新型耐磨铲齿材料的制备工艺，其特征在于采用二个阶段进行弥散强化热处理1)清除铸态组织将铸态的铲齿加热到950～980℃，保温，空气冷却至室温～200℃之间；2)固溶处理重新加热至1080～1120℃，水冷固溶。
3.按照权利要求2所述制备工艺，其特征在于水冷温度为30～50℃。
全文摘要
本发明公开一种新型耐磨铲齿材料及制备工艺。按质量百分数计，铲齿材料成份为C1.15～1.35、Si0.4～0.7、Mn12～14、P<0.07、V0.3～0.6、Ti0.12～0.18、余量为Fe；采用二个阶段进行弥散强化热处理1)清除铸态组织将铸态的铲齿加热到950～980℃，保温，空气冷却至室温～200℃之间；2)固溶处理重新加热至1080～1120℃，水冷固溶。本发明耐磨性能更优，能最大程度发挥金元素的作用。
文档编号E02F9/28GK1401806SQ0112804
公开日2003年3月12日 申请日期2001年8月15日 优先权日2001年8月15日
发明者刘忠海, 单以银, 王毓麟 申请人:中国科学院金属研究所