專利名稱：一種裝載機鏟刀刃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐磨鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種裝載機鏟刀刃及其制備方法。
背景技術(shù)：
裝載機鏟刀刃作業(yè)時切削砂土、巖石等硬物料，發(fā)生強烈摩擦和撞擊。因此，要求鏟刀刃具有良好的強度、韌性和硬度匹配。我國開發(fā)的匪360耐磨鋼系列或卡特皮勒公司認可的IE0921系列，熱處理后表面硬度可達HRC39 47，耐磨性能較好，但應(yīng)用于鏟挖碎石塊等物料作業(yè)時，其表面硬度有待于進一步提高。日本小松公司開發(fā)的高硅強韌性耐磨鋼SHSC-3，熱處理后表面硬度可達HRC50以上，但由于添加了大量的硅 元素，降低了塑性，鋼板機械加工性能較差、效率低，抗沖擊韌性也有所降低。公開號為CN1844434A的中國發(fā)明專利公開了一種裝載機鏟刀刃及其生產(chǎn)方法，該鋼具有強度高、抗沖擊韌性高特點，其表面硬度為430 470HB，但應(yīng)用于鏟挖碎石塊等物料作業(yè)時，存在著硬度低的不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種強度、韌性和硬度匹配性好的裝載機鏟刀刃及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:—種裝載機鏟刀刃，以重量百分比計，該裝載機鏟刀刃的材料由如下成分組成:C:0.35 0.40%, Ti:0.1 0.12%, Mn:1 L 3%, Mo:0.4 0.6%, W:0.5 0.7%, B:(0.0035%, P:彡 0.025%, S:彡 0.025%，余量為 Fe ；所述的裝載機鏟刀刃按照如下工序制備:I)以重量百分比計，將成分為:C:0.35 0.40%,Ti:0.1 0.12%,Mn:1 1.3%,Mo:0.4 0.6%, W:0.5 0.7%, B:彡 0.0035%, P:彡 0.025%, S:彡 0.025%，余量為 Fe 的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆鑄板坯；2)板坯降溫至1200 1250°C時保溫使其充分奧氏體化； 3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1100 1120°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率60% ；4)精軋，將初軋板坯在950 960°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80% ；5)精軋完后直接油淬火，220°C回火，空冷至室溫，待用。所述的裝載機鏟刀刃的材料的優(yōu)選重量百分比為:C:0.35%，Ti:0.1%，Mn:1.3%，Mo:0.6%, W:0.5%, B:0.0032%, P:0.025%, S:0.01%，余量為 Fe。一種制備裝載機鏟刀刃的方法，包括以下工序:I)以重量百分比計，將成分為:C:0.35 0.40%,Ti:0.1 0.12%,Mn:1 1.3%,Mo:0.4 0.6%, W:0.5 0.7%, B:彡 0.0035%, P:彡 0.025%, S:彡 0.025%，余量為 Fe 的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆鑄板坯；2)板坯降溫至1200 1250°C時保溫使其充分奧氏體化；3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1100 1120°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率60% ；4)精軋，將初軋板坯在950 960°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80% ；5)精軋完后直接油淬火，220°C回火，空冷至室溫，待用。本發(fā)明Ti元素含量為0.1 0.12%。Ti與C、N、0具有很強的親和力，是一種良好的脫氧去氣劑和固定N、0劑，對含B鋼的冶煉作用顯著。同時，Ti是強烈碳化物形成元素，TiC有效釘扎奧氏體晶界，抑制熱影響區(qū)晶粒長大，改善焊接低溫韌性，提高鋼的硬度。本發(fā)明Mn元素含量為I 1.3%。Mn是奧氏體穩(wěn)定元素，提高本鋼的淬透性。與S結(jié)合形成MnS，使S的有害作用降至最小。代替Ni，降低該鋼成本。然而，過量的Mn元素使該鋼熔點降低、晶粒粗化，增加回火脆性敏感性。因此，Mn元素加入量選擇在I 1.3%范圍內(nèi)較合適。本發(fā)明Mo元素含量為0.4 0.6%。Mo是基體的固溶體硬化元素，改善該鋼強度。然而，過量的Mo元素會使變形阻力增大和奧氏體不穩(wěn)定，導(dǎo)致熱加工性能和疲勞性能降低。因此，Mo元素加入量選擇在0.4 0.6%范圍內(nèi)較合適。本發(fā)明W元素含量為0.5 0.7%。W是強烈碳化物形成元素，提高該鋼的硬度和改善其塑性與熱加工性。奧氏體化過程中，WC彌散析出，提高該鋼強度和硬度。然而，過量的W元素導(dǎo)致鐵素體的產(chǎn)生。W元素加入量選擇在0.5 `0.7%范圍內(nèi)較合適。本發(fā)明B元素含量< 0.0035%。鋼中加入微量的B就可改善致密性和熱軋性能，提高強度和抗沖擊韌性。P能夠細化碳化物。然而，過量的P降低熔點，導(dǎo)致高溫強度和熱加工性能降低；時效處理不當(dāng)時，析出的碳化物粗化，導(dǎo)致疲勞性能降低。S為有害元素，硫化物夾雜降低低溫抗沖擊韌性。因此，P、S作為限量元素，每種元素應(yīng)控制在不大于0.025%。本發(fā)明有益效果是:(1)與現(xiàn)有的國內(nèi)外裝載機鏟刀刃鋼相比，本發(fā)明具有優(yōu)良的強度、韌性和硬度匹配，滿足高耐磨、大沖擊鏟刀刃鋼使用要求；(2)鋼板熱軋時機械加工性能良好，能保證加工效率。下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
具體實施例方式以下給出發(fā)明人提供的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明的技術(shù)方案不限于以下具體實施例，凡在本發(fā)明技術(shù)方案上進行的同等變換均落入本發(fā)明權(quán)利要求保護的范圍內(nèi)。實施例1生產(chǎn)15mm厚的裝載機鏟刀刃，以重量百分比計，其成分為:C:0.35%，T1:0.1%，Μη:
1.3%, Mo:0.6%, W:0.5%, B:0.0032%, P:0.025%, S:0.01%，余量為 Fe ;所述的裝載機鏟刀刃
按照以下工序制備:
I)以重量百分比計，將成分為:C:0.35%, T1:0.1%, Mn:1.3%, Mo:0.6%,ff:0.5%, B:
0.0032%, P:0.025%, S:0.01%，余量為Fe的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆鑄板坯；2)板坯降溫至1200°C時保溫使其充分奧氏體化；3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1100°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率60% ；4)精軋，將初軋板坯在950°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80% ；5)精軋完后直接油淬火，220°C回火，空冷至室溫，待用。實施例2生產(chǎn)25mm厚的裝載機鏟刀刃，其元素組成及相應(yīng)的重量百分比分別為:C:0.37%，Ti:0.11%, Mn:1.1%，Mo:0.5%, W:0.6%, B:0.0030%, P:0.01%, S:0.025%，余量為 Fe，所述的裝載機鏟刀刃按照以下工序制備:I)以重量百分比計，將成分為:C:0.37%, T1:0.11%, Mn:1.1%，Mo:0.5%, W:0.6%,B:0.0030%, P:0.01%, S:0.025%,余量為Fe的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫
氣處理，全流程保護澆鑄板坯；(2)板坯降溫至1230°C時保溫使其充分奧氏體化；(3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1110°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率 60% ； (4)精軋，將初軋板坯在955°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80% ；(5)精軋完后直接油淬火，220°C回火，空冷至室溫，待用。實施例3生產(chǎn)35mm厚裝載機鏟刀刃鋼，其元素組成及相應(yīng)的重量百分比分別為:C:0.4%，Ti:0.12%, Mn: 1%, Mo:0.4%, W:0.7%, B:0.0035%, P:0.011%, S:0.009%，余量為 Fe ;所述的裝載機鏟刀刃按照以下工序制備:I)以重量百分比計，將成分為:C:0.4%, Ti:0.12%, Mn:1%，Mo:0.4%, W:0.7%, B:
0.0035%, P:0.011%, S:0.009%，余量為Fe的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆鑄板坯；2)板坯降溫至1250°C時保溫充分奧氏體化；3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1120°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率60% ；4)精軋，將初軋板坯在960°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80% ；5)精軋完后直接油淬火，220°C回火，空冷至室溫，待用。表I為上述實施例制備的裝載機鏟刀刃的強度Rm、25°C室溫沖擊韌性、硬度以及與日本小松公司開發(fā)的SHSC-3鏟刀刃壽命對比測試結(jié)果，表中可看出本發(fā)明技術(shù)方案制備的裝載機鏟刃用鋼具有優(yōu)良的性能，相同工況下的使用壽命比日本小松公司開發(fā)的SHSC-3鏟刀刃提高I倍以上。表I裝載機鏟刀刃性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種裝載機鏟刀刃，其特征在于，以重量百分比計，該裝載機鏟刀刃的材料由如下成分組成:c:0.35 0.40%, Ti:0.1 0.12%,Mn:1 1.3%,Mo:0.4 0.6%, W:0.5 0.7%,B: ≤ 0.0035%, P: ≤ 0.025%, S: ≤ 0.025%，余量為 Fe ； 所述的裝載機鏟刀刃按照如下工序制備: 1)以重量百分比計，將成分為:C:0.35 0.40%, T1:0.1 0.12%, Mn:1 1.3%, Mo:0.4 0.6%, W:0.5 0.7%, B S 0.0035%, P S 0.025%, S S 0.025%，余量為 Fe 的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆鑄板坯； 2)板坯降溫至1200 1250°C時保溫使其充分奧氏體化； 3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1100 1120°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率 60% ； 4)精軋，將初軋板坯在950 960°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80%； 5)精軋完后直接油淬火，2200C回火，空冷至室溫，待用。
2.如權(quán)利要求1所述的裝載機鏟刀刃，其特征在于，所述的裝載機鏟刀刃的材料的優(yōu)選重量百分比為:C:0.35%, Ti:0.1%，Mn:1.3%, Mo:0.6%, W:0.5%, B:0.0032%, P:0.025%,S:0.01%，余量為 Fe。
3.一種制備裝載機鏟刀刃的方法，其特征在于，包括以下工序:1)以重量百分比計，將成分為:C:0.35 0.40%, T1:0.1 0.12%, Mn:1 1.3%, Mo:.0.4 0.6%, W:0.5 0.7%, B S 0.0035%, P S 0.025%, S S 0.025%，余量為 Fe 的鋼水脫硫，進行轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆鑄板坯； 2)板坯降溫至1200 1250°C時保溫使其充分奧氏體化； 3)初軋，奧氏體化板坯取出后在1100 1120°C開軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率 60% ； 4)精軋，將初軋板坯在950 960°C開軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80%； 5)精軋完后直接油淬火，2200C回火，空冷至室溫，待用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種裝載機鏟刀刃及其制備方法，其元素組成及相應(yīng)的重量百分比分別為C0.35～0.40%，Ti0.1～0.12%，Mn1～1.3%，Mo0.4～0.6%，W0.5～0.7%，B≤0.0035%，P≤0.025%，S≤0.025%，余量為Fe。制備方法為鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，真空脫氣處理，澆鑄板坯，板坯降溫至1200～1250℃保溫奧氏體化，取出后1100～1120℃初軋，每道次壓下率12%，道次累計壓下率60%，然后950～960℃精軋，每道次壓下率10%，道次累計壓下率80%，精軋完后直接油淬火，220℃回火，空冷至室溫。本發(fā)明具有優(yōu)良的強度、韌性、淬透性和耐磨性，滿足鏟刀刃使用要求。
文檔編號C21D8/02GK103205639SQ20131008182
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者孫國棟, 鄧娟利, 欒麗君, 李輝 申請人:長安大學(xué)