一种矿山专用低合金耐磨铲齿及其制造方法技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种矿山专用低合金耐
磨铲齿及其制造方法。
背景技术
磨损是机械产品常见的失效形式，每年给社会带来巨大的经济损
失。铲齿是挖掘机上的主要的磨耗件之一，消耗量很大，且每年有相
当数量的铲齿需要进口。铲齿的实际工况条件非常恶劣，在接触物料
时不仅受到磨损作用，还要承受一定的冲击载荷。
传统铲齿材料为高锰钢(Mn13)，该钢的耐磨性是通过使用过程
中的高冲击力作用下产生的加工硬化获得的，材料本身的耐磨性不理
想，原材料和热处理成本比较高，熔炼工艺复杂；而且高锰钢的屈服
强度较低，在冲击、挤压条件下易发生弯曲变形，导致脆性开裂，有
时还会造成组合式铲齿拆卸困难。因此，研制出一种综合性能稳定、
耐磨性能强的铲齿，具有重要意义。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种矿山专用低合金
耐磨铲齿及其制造方法，该铲齿机械性能好，具有高抗冲击力、耐磨
性和高韧性，使用寿命长，且成本低廉，制造工艺简单，适合大批量
生产。
(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：
一种矿山专用低合金耐磨铲齿及其制造方法，该铲齿中各化学组
分的重量百分比为：C：0.21～0.52％，Si：0.80～1.20％，Mn：1.12～
1.65％，Cr：1.10～1.52％，Mo：0.25～0.35％，Ti：0.05～0.08％，V：
0.10～0.12％，B：0.001～0.005％，Re：0.11～0.23％，S：≤0.04％，
P：≤0.04％，余量为Fe。
优选的，所述矿山专用低合金耐磨铲齿中各化学组分的重量百分
比为：C：0.38％，Si：1.00％，Mn：1.37％，Cr：1.32％，Mo：0.30％，
Ti：0.06％，V：0.11％，B：0.003％，Re：0.16％，S：≤0.04％，P：
≤0.04％，余量为Fe。
优选的，所述矿山专用低合金耐磨铲齿的制造方法，包括以下步
骤：
(1)熔炼：按照上述各化学成分重量配比，将原料加入到中频感
应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1650～1670℃，熔炼过程中取样进行
化学分析，控制各化学成分在规定范围内，在钢水出炉前3～5min，按
每吨钢水0.2～0.3公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨钢水
加入0.6～0.8公斤纯铝进行终脱氧；
(2)浇注：经铝终脱氧后即可出钢水，当温度为1560～1620℃时
进行浇注，浇注时应控制一定速度以利于废气逸出，并应连续浇满，
浇注成铲齿试块。
(3)热处理：首先采用Rx3-45-9箱型电炉进行正火，温度为970～
990℃，保温1～2h，空冷；随后采用Rx3-45-9箱型电炉进行淬火处理，
温度900～930℃，淬火后保温2～4h，水冷；最后采用RJ2-55-6井式
电炉进行回火，温度220～250℃，回火后保温2～4h，空冷。
(4)从铲齿试块上切取试样，随后在磨床上磨削到表面达到光洁
度要求。
优选的，步骤(3)所述浇注速度初期和后期均为40～80kg/min，
中期为100kg/min。
(三)有益效果
1、本发明提供了一种矿山专用低合金耐磨铲齿及其制造方法，主
要以低碳钢为主，以Cr、Mo、Ti、V为主要合金元素，配以一定的热
处理工艺，从而得到硬度和韧性配合良好的综合力学性能。
2、本发明提供了一种矿山专用低合金耐磨铲齿及其制造方法，稀
土元素(Re)的加入可净化钢液、细化晶粒和改善夹杂物形态、分布
的作用；硼(B)的加入即可净化钢的晶界，又有弥散强化作用，可细
化组织，显著提高铲齿的耐磨性能。
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：
本实施例矿山专用低合金耐磨铲齿，该铲齿中各化学组分的重量
百分比为：C：0.21％，Si：0.80％，Mn：1.12％，Cr：1.10％，Mo：0.25％，
Ti：0.05％，V：0.10％，B：0.001％，Re：0.11％，S：≤0.04％，P：
≤0.04％，余量为Fe。
按照本实施例中各化学组分的重量百分比，制备方法包括以下步
骤:
(1)熔炼：按照上述各化学成分重量配比，将原料加入到中频感
应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1650℃，熔炼过程中取样进行化学分
析，控制各化学成分在规定范围内，在钢水出炉前4min，按每吨钢水
0.2公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨钢水加入0.6公斤纯
铝进行终脱氧；
(2)浇注：经铝终脱氧后即可出钢水，当温度为1560℃时进行浇
注，浇注时应控制一定速度以利于废气逸出，并应连续浇满，浇注成
铲齿试块。
(3)热处理：首先采用Rx3-45-9箱型电炉进行正火，温度为970℃，
保温1h，空冷；随后采用Rx3-45-9箱型电炉进行淬火处理，温度900℃，
淬火后保温2h，水冷；最后采用RJ2-55-6井式电炉进行回火，温度
230℃，回火后保温2h，空冷。
(4)从铲齿试块上切取试样，随后在磨床上磨削到表面达到光洁
度要求。
实施例2：
本实施例矿山专用低合金耐磨铲齿，该铲齿中各化学组分的重量
百分比为：C：0.38％，Si：1.00％，Mn：1.37％，Cr：1.32％，Mo：0.30％，
Ti：0.06％，V：0.11％，B：0.003％，Re：0.16％，S：≤0.04％，P：
≤0.04％，余量为Fe。
按照本实施例中各化学组分的重量百分比，制备方法包括以下步
骤:
(1)熔炼：按照上述各化学成分重量配比，将原料加入到中频感
应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1660℃，熔炼过程中取样进行化学分
析，控制各化学成分在规定范围内，在钢水出炉前4min，按每吨钢水
0.25公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨钢水加入0.7公斤纯
铝进行终脱氧；
(2)浇注：经铝终脱氧后即可出钢水，当温度为1590℃时进行浇
注，浇注时应控制一定速度以利于废气逸出，并应连续浇满，浇注成
铲齿试块。
(3)热处理：首先采用Rx3-45-9箱型电炉进行正火，温度为980℃，
保温1.5h，空冷；随后采用Rx3-45-9箱型电炉进行淬火处理，温度
920℃，淬火后保温3h，水冷；最后采用RJ2-55-6井式电炉进行回火，
温度230℃，回火后保温3h，空冷。
(4)从铲齿试块上切取试样，随后在磨床上磨削到表面达到光洁
度要求。
实施例3：
本实施例矿山专用低合金耐磨铲齿，该铲齿中各化学组分的重量
百分比为：C：0.52％，Si：1.20％，Mn：1.65％，Cr：1.52％，Mo：0.35％，
Ti：0.08％，V：0.12％，B：0.005％，Re：0.23％，S：≤0.04％，P：
≤0.04％，余量为Fe。
按照本实施例中各化学组分的重量百分比，制备方法包括以下步
骤:
(1)熔炼：按照上述各化学成分重量配比，将原料加入到中频感
应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1670℃，熔炼过程中取样进行化学分
析，控制各化学成分在规定范围内，在钢水出炉前5min，按每吨钢水
0.3公斤加入锰铁和硅铁进行预脱氧，最后按每吨钢水加入0.8公斤纯
铝进行终脱氧；
(2)浇注：经铝终脱氧后即可出钢水，当温度为1620℃时进行浇
注，浇注时应控制一定速度以利于废气逸出，并应连续浇满，浇注成
铲齿试块。
(3)热处理：首先采用Rx3-45-9箱型电炉进行正火，温度为990℃，
保2h，空冷；随后采用Rx3-45-9箱型电炉进行淬火处理，温度930℃，
淬火后保温4h，水冷；最后采用RJ2-55-6井式电炉进行回火，温度
250℃，回火后保温4h，空冷。
(4)从铲齿试块上切取试样，随后在磨床上磨削到表面达到光洁
度要求。
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，由语句“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。