專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐磨鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)在作業(yè)時(shí)，其斗齒受到強(qiáng)烈的磨損和不同負(fù)荷的沖擊，要求既耐磨耐沖擊又應(yīng)對(duì)冷脆不敏感。高錳鋼斗齒在重負(fù)荷沖擊下具有良好的耐磨性。然而，斗齒面對(duì)的工況很復(fù)雜，還包括中低負(fù)荷沖擊，高錳鋼斗齒不能顯示其加工硬化的優(yōu)越性。高硅耐磨鑄鋼斗齒沖擊韌性偏低，作業(yè)過(guò)程中容易發(fā)生斷裂。日本開(kāi)發(fā)的不含Ni含少量Cr、Mo的高硅耐磨鑄鋼經(jīng)熱處理后具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨和抗回火軟化性特點(diǎn)，但熱處理工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。 高Cr、V合金耐磨鑄鐵的沖擊韌性偏低(彡11.8J)。公開(kāi)號(hào)為CN1621554A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種多元合金鑄鋼斗齒及其生產(chǎn)工藝，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到1450 1650MPa、硬度HRC48 55 ;文獻(xiàn)I (程巨強(qiáng).高強(qiáng)度鑄鋼斗齒材料的研制與應(yīng)用；工程機(jī)械；2007，38(7):57-59)研究了一種高強(qiáng)度鑄鋼斗齒材料，熱處理后抗拉強(qiáng)度彡1650MPa、硬度HRC46 52、沖擊韌性> 20J。這兩種鋼采用低C含量和加入弱碳化物形成元素Mn、非碳化物形成元素Si，僅在中低負(fù)荷沖擊下具有良好的耐磨性，而重負(fù)荷沖擊下的耐磨性能有待于提聞。公開(kāi)號(hào)為CN102140612A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種多元合金鑄鋼斗齒及其生產(chǎn)工藝，其抗拉強(qiáng)度彡1700MPa、硬度HRC52 55、夏比沖擊Akv彡15J。該鋼加入了重量百分比為0.15 0.25%的稀土，成本相對(duì)較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法，在抗拉強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性和成本等綜合方面具有優(yōu)勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種耐磨鑄鋼斗齒，以重量百分比計(jì)，該耐磨鑄鋼斗齒的材料由如下成分組成:C:0.9 1.2%, T1:0.2 0.25%, Al:0.08 0.12%, Mo:2 3%，W:3 5%，P:彡 0.02%, S:(0.02%,余量為 Fe ；所述的耐磨鑄鋼斗齒按照如下工序制備:I)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:0.9 1.2%, T1:0.2 0.25%, Al:0.08 0.12%，Mo:2 3%，W:3 5%，P:彡0.02%, S:彡0.02%,余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1660 1700°C時(shí)出爐；2)在預(yù)熱溫度為450 500°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在10 15分鐘；3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1250 1280°C時(shí)保溫I 2小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出；4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至950 970°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊?，破碎蠟?zāi)?，切割冒口?00 220°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。所述的耐磨鑄鋼斗齒的材料的優(yōu)選重量百分比為:C:0.9%，T1:0.25%，Al:0.12%，Mo:2%，W:3%，P:0.02%, S:0.008%，余量為 Fe。一種耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，包括以下制備工序:I)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:0.9 1.2%, T1:0.2 0.25%, Al:0.08 0.12%，Mo:2 3%，W:3 5%，P:彡0.02%, S:彡0.02%,余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1660 1700°C時(shí)出爐；2)在預(yù)熱溫度為450 500°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在10 15分鐘；3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1250 1280°C時(shí)保溫I 2小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出；4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至950 970°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊?，破碎蠟?zāi)?，切割冒口?00 220°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。本發(fā)明通過(guò)加入高含量的C元素和強(qiáng)碳化物形成元素T1、Mo與W，熱處理時(shí)形成碳化物彌散析出，提高該鋼的硬度和淬透性；通過(guò)加入T1、Al元素，細(xì)化晶粒，提高該鋼的強(qiáng)度和沖擊韌性；通過(guò)保溫鑄造消除鑄造缺陷，通過(guò)蠟?zāi)ゎA(yù)熱提高斗齒成型性能和外觀質(zhì)量。
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本發(fā)明的有益效果是在不同負(fù)荷沖擊下提高了耐磨性，斗齒制備方法簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低，具有較高的性?xún)r(jià)比，其性能達(dá)到抗拉強(qiáng)度Rm ^ 1650MPa,硬度HRC54 56，夏比沖擊 Akv 彡 17J。下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式以下給出發(fā)明人提供的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明的技術(shù)方案不限于以下具體實(shí)施例，凡在本發(fā)明技術(shù)方案上進(jìn)行的同等變換均落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。實(shí)施例1一種耐磨鑄鋼斗齒，以重量百分比計(jì)，由如下成分組成:C:0.9%, T1:0.25%, Al:0.12%, Mo:2%，W:3%，P:0.02%, S:0.008%,余量為 Fe ;所述
的耐磨鑄鋼斗齒的制備方法按照以下工序進(jìn)行:I)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:0.9%, Ti:0.25%, Al:0.12%, Mo:2%, W:3%, P:0.02%, S:0.008%，余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1660°C時(shí)出爐；2)在預(yù)熱溫度為450°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在10分鐘；3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1250°C時(shí)保溫2小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出；
4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至950°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊?，破碎蠟?zāi)ぃ懈蠲翱冢?00°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。實(shí)施例2一種耐磨鑄鋼斗齒，以重量百分比計(jì)，由如下成分組成:C:1.1%，T1:0.22%, Al:0.1%，Mo:2.6%, W:4%，P:0.012%, S:0.009%，余量為 Fe ;所
述的耐磨鑄鋼斗齒的制備方法按照以下工序進(jìn)行:I)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:1.1%，T1:0.22%, Al:0.1%，Mo:2.6%, W:4%，P:0.012%，S:0.009%，余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1680°C時(shí)出爐；2)在預(yù)熱溫度為480°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在13分鐘；3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1260°C時(shí)保溫1.5小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出；4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至960°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊?，破碎蠟?zāi)?，切割冒口?10°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。實(shí)施例3一種耐磨鑄鋼斗齒，以重量百分比計(jì)，由如下成分組成:
C:1.2%, T1:0.2%, Al:0.08%, Mo:3%，W:5%，P:0.011%, S:0.02%，余量為 Fe ;所述的耐磨鑄鋼斗齒的制備方法按照以下工序進(jìn)行:I)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:1.2%, Ti:0.2%, Al:0.08%, Mo:3%, W:5%, P:
0.011%, S:0.02%，余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1700°C時(shí)出爐；2)在預(yù)熱溫度為500°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在15分鐘；3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1280°C時(shí)保溫I小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出；4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至970°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊穑扑橄災(zāi)?，切割冒口?20°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。表I為上述實(shí)施例制備的耐磨鑄鋼斗齒的抗拉強(qiáng)度Rm、25°C室溫夏比沖擊韌度Akv、硬度以及與進(jìn)口 20CrNi2Mo鋼斗齒壽命對(duì)比的性能測(cè)試結(jié)果。從表中可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案制備的耐磨鑄鋼斗齒具有優(yōu)良的性能，相同工況下的使用壽命比進(jìn)口20CrNi2Mo鋼斗齒提高2倍以上。表I耐磨鑄鋼斗齒性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，以重量百分比計(jì)，該耐磨鑄鋼斗齒的材料由如下成分組成:c:0.9 1.2%, T1:0.2 0.25%, Al:0.08 0.12%, Mo:2 3%，W:3 5%，P:≤0.02%, S:≤ 0.02%，余量為 Fe ； 所述的耐磨鑄鋼斗齒按照如下工序制備: 1)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:0.9 1.2%, T1:0.2 0.25%, Al:0.08 0.12%,Mo:2 3%，W:3 5%，P ≤0.02%, S ≤ 0.02%，余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1660 1700°C時(shí)出爐； 2)在預(yù)熱溫度為450 500°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在10 15分鐘； 3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1250 1280°C時(shí)保溫I 2小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出； 4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至950 970°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊?，破碎蠟?zāi)?，切割冒口?00 220°C回火，得到 耐磨鑄鋼斗齒。
2.如權(quán)利要求1所述的耐磨鑄鋼斗齒，其特征在于，所述的耐磨鑄鋼斗齒的材料的優(yōu)選重量百分比為:C:0.9%, Ti:0.25%, Al:0.12%, Mo:2%, W:3%, P:0.02%, S:0.008%，余量為Fe。
3.一種耐磨鑄鋼斗齒的制備方法，其特征在于，包括以下制備工序: 1)以重量百分比計(jì)，將成分為:C:0.9 1.2%, T1:0.2 0.25%, Al:0.08 0.12%,Mo:2 3%，W:3 5%，P ≤ 0.02%, S ≤ 0.02%，余量為Fe的鋼水脫硫，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，在鋼水溫度為1660 1700°C時(shí)出爐； 2)在預(yù)熱溫度為450 500°C的蠟?zāi)?nèi)澆鑄所需形狀鑄鋼斗齒，鑄鋼斗齒降溫至1550°C的時(shí)間控制在10 15分鐘； 3)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至1250 1280°C時(shí)保溫I 2小時(shí)使碳化物和金屬間化合物充分彌散析出； 4)當(dāng)鑄鋼斗齒降溫至950 970°C時(shí)，連同蠟?zāi)ひ黄鸱湃胨写慊?，破碎蠟?zāi)ぃ懈蠲翱冢?00 220°C回火，得到耐磨鑄鋼斗齒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法，耐磨鑄鋼斗齒材料成分按重量百分比為C0.9～1.2%，Ti0.2～0.25%，Al0.08～0.12%，Mo2～3%，W3～5%，P≤0.02%，S≤0.02%，余量為Fe。本發(fā)明通過(guò)選擇合理鑄造、熱處理工藝而制備成一種挖掘機(jī)斗齒，其優(yōu)點(diǎn)在于在砂石工況不同負(fù)荷沖擊下提高了耐磨性，其性能達(dá)到抗拉強(qiáng)度Rm≥1650MPa，硬度HRC54～56，夏比沖擊Akv≥17J。
文檔編號(hào)C22C38/14GK103205638SQ201310081570
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者孫國(guó)棟, 鄧娟利, 欒麗君, 李輝 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)