挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210503583.0	申请日：	2012.12.01
公开号：	CN103014515A	公开日：	2013.04.03
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C22C 38/32变更事项:专利权人变更前:滁州恒昌机械制造有限公司变更后:滁州恒昌机械装备制造有限公司变更事项:地址变更前:239000 安徽省滁州市南谯区城南工业园变更后:239000 安徽省滁州市南谯区城南工业园\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/32申请日:20121201\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C38/32; C22C33/04; C21D8/00; E02F9/28	主分类号：	C22C38/32
申请人：	滁州恒昌机械制造有限公司
发明人：	吕忠发
地址：	239000 安徽省滁州市南谯区城南工业园
优先权：
专利代理机构：	安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112	代理人：	余成俊
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内容摘要

本发明公开了一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其各化学组分的重量百分比为：C0.24-0.28%、Si0.6-1.0%、Mn1.2-1.5%、Cr0.6-1.1%、Mo0.3-0.5%、V0.05-0.10%、B0.004-0.006%、Ti0.08-0.12%、Ce0.01-0.025%、La0.02-0.03%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量为铁和杂质。本发明合金钢与现有的高锰钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗冲击性。使用本发明合金钢，可以保证挖掘机能正常进行工作，防治早期脆断，减少停机和维修次数，提高了劳动生产率和设备利用率，降低了生产成本。

权利要求书

一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为：C 0.24‑0.28%、Si 0.6‑1.0%、Mn 1.2‑1.5%、Cr 0.6‑1.1%、Mo 0.3‑0.5%、V 0.05‑0.10%、B 0.004‑0.006%、Ti 0.08‑0.12%、Ce 0.01‑0.025%、La 0.02‑0.03%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量为铁和杂质。
一种如权利要求1所述的挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）熔炼与浇铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出炉温度为1650‑1680℃，浇注温度为1580‑1620℃，抽真空至0.4‑0.5Mpa ，并采用熔模铸造、真空振动浇注、钢丸激冷复合浇铸工艺，铸件缓冷到室温脱模；
（2）退火处理
先以60‑80℃/小时将铸件加热至720‑740℃，保温2‑3小时，再以100‑120℃/小时加热至1150‑1250℃，保温3‑4小时，最后以40‑50℃/小时冷却至850‑880℃，出炉空冷；
（3）锻轧
开轧温度控制在950‑980℃，终轧温度控制在860‑890℃，每道次压下率控制在30‑35％；
（4）淬火回火
先升温至640‑660℃，保温1‑2小时，再升温至1050‑1100℃，保温3‑4小时，出炉水淬，出水后立即装炉回火，回火温度为180‑220℃，保温3‑4小时，出炉空冷；
喷丸、抛光处理
（5）淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。

说明书

挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺，属于合金钢制造工艺技术领域。
背景技术
挖掘机斗齿是在采掘作业中大量消耗的易损件，工作条件恶劣，失效方式多数为磨损,少数发生断裂。斗齿一般装在挖掘机铲斗的前端, 系悬臂梁构件, 直接与矿石、砂土、岩石等物料接触。在接触物料时, 既承受冲击作用, 又承受弯矩作用。服役过程中, 斗齿尖部受到较大的冲击滑动磨粒磨损, 尖部表面常出现各式犁沟、变形, 造成表面磨损或脱落。国内斗齿材料最常用的为高锰钢,它存在着使用寿命低,抗断裂能力差的问题。在我国,每年斗齿消耗量很大。如何提高斗齿的使用寿命,研制出生产工艺简便、使用可靠、价廉物美的新型斗齿高韧耐磨材料,仍是当前需要进一步解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺，提高斗齿的韧性、耐磨性以及抗冲击性，从而延长斗齿的使用寿命。
本发明采用的技术方案如下：
一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其各化学组分的重量百分比为：C 0.24‑0.28%、Si 0.6‑1.0%、Mn 1.2‑1.5%、Cr 0.6‑1.1%、Mo 0.3‑0.5%、V 0.05‑0.10%、B 0.004‑0.006%、Ti 0.08‑0.12%、Ce 0.01‑0.025%、La 0.02‑0.03%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量为铁和杂质。
    挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢的生产工艺，包括以下步骤：
    （1）熔炼与浇铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出炉温度为1650‑1680℃，浇注温度为1580‑1620℃，抽真空至0.4‑0.5Mpa ，并采用熔模铸造、真空振动浇注、钢丸激冷复合浇铸工艺，铸件缓冷到室温脱模；
    （2）退火处理
先以60‑80℃/小时将铸件加热至720‑740℃，保温2‑3小时，再以100‑120℃/小时加热至1150‑1250℃，保温3‑4小时，最后以40‑50℃/小时冷却至850‑880℃，出炉空冷；
    （3）锻轧
开轧温度控制在950‑980℃，终轧温度控制在860‑890℃，每道次压下率控制在30‑35％；
    （4）淬火回火
先升温至640‑660℃，保温1‑2小时，再升温至1050‑1100℃，保温3‑4小时，出炉水淬，出水后立即装炉回火，回火温度为180‑220℃，保温3‑4小时，出炉空冷；
    （5）喷丸、抛光处理
    淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。
本发明的有益效果：
本发明采用Mo、V、Ti、B、Ce、La等多元微量元素进行微合金化处理，可以增加形核，进一步细化晶粒，有效的控制碳化物的数量、大小和形态分布，变质夹渣，提高冶金质量和综合耐磨性能，最大限度提高合金钢的综合性能和使用寿命。本发明采用的复合浇铸工艺能显著提高能显著提高铸件的密度和硬度、耐磨性及韧性等力学性能，振动的作用是抑制柱状晶和枝晶生长，形成小的等轴晶，钢丸激冷提高了铸件的冷却速度，减少铸件的缩松缩孔缺陷，细化晶粒，提高铸件的综合性能。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理和淬火回火，使合金钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明合金钢与现有的高锰钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗冲击性。使用本发明合金钢，可以保证挖掘机能正常进行工作，防治早期脆断，减少停机和维修次数，提高了劳动生产率和设备利用率，降低了生产成本。
具体实施方式
    一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其各化学组分的重量百分比为：C 0.24‑0.28%、Si 0.6‑1.0%、Mn 1.2‑1.5%、Cr 0.6‑1.1%、Mo 0.3‑0.5%、V 0.05‑0.10%、B 0.004‑0.006%、Ti 0.08‑0.12%、Ce 0.01‑0.025%、La 0.02‑0.03%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量为铁和杂质。
    挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢的生产工艺，包括以下步骤：
    （1）熔炼与浇铸
按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出炉温度为1680℃，浇注温度为1600℃，抽真空至0.45Mpa ，并采用熔模铸造、真空振动浇注、钢丸激冷复合浇铸工艺，铸件缓冷到室温脱模；
    （2）退火处理
先以80℃/小时将铸件加热至730℃，保温3小时，再以120℃/小时加热至1200℃，保温4小时，最后以50℃/小时冷却至860℃，出炉空冷；
    （3）锻轧
开轧温度控制在960℃，终轧温度控制在880℃，每道次压下率控制在30％；
    （4）淬火回火
先升温至650℃，保温1.5小时，再升温至1050℃，保温4小时，出炉水淬，出水后立即装炉回火，回火温度为210℃，保温3小时，出炉空冷；
    （5）喷丸、抛光处理
淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。
经检验，产物化学成分为：C 0.25%、Si 0.88%、Mn 1.36%、Cr 0.85%、Mo 0.42%、V 0.08%、B 0.005%、Ti 0.11%、Ce 0.018%、La 0.024%、P 0.016%、S 0.014%，余量为铁和杂质。力学性能为：抗拉强度1724MPa，屈服强度1220MPa，伸长率14%，断面收缩率53%，冲击韧性24J/cm²。

资源描述

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1、10申请公布号CN103014515A43申请公布日20130403CN103014515ACN103014515A21申请号201210503583022申请日20121201C22C38/32200601C22C33/04200601C21D8/00200601E02F9/2820060171申请人滁州恒昌机械制造有限公司地址239000安徽省滁州市南谯区城南工业园72发明人吕忠发74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊54发明名称挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺57摘要本发明公开了一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其各化学组分的重量百分比为C024028。

2、、SI0610、MN1215、CR0611、MO0305、V005010、B00040006、TI008012、CE0010025、LA002003、P003、S003，余量为铁和杂质。本发明合金钢与现有的高锰钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗冲击性。使用本发明合金钢，可以保证挖掘机能正常进行工作，防治早期脆断，减少停机和维修次数，提高了劳动生产率和设备利用率，降低了生产成本。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页1/1页21一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为C024028、SI06。

3、10、MN1215、CR0611、MO0305、V005010、B00040006、TI008012、CE0010025、LA002003、P003、S003，余量为铁和杂质。2一种如权利要求1所述的挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢的生产工艺，其特征在于包括以下步骤（1）熔炼与浇铸按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出炉温度为16501680，浇注温度为15801620，抽真空至0405MPA，并采用熔模铸造、真空振动浇注、钢丸激冷复合浇铸工艺，铸件缓冷到室温脱模；（2）退火处理先以6080/小时将铸件加热至720740，保温23小时，再以100120/小时加热至11501250，保温3。

4、4小时，最后以4050/小时冷却至850880，出炉空冷；（3）锻轧开轧温度控制在950980，终轧温度控制在860890，每道次压下率控制在3035；（4）淬火回火先升温至640660，保温12小时，再升温至10501100，保温34小时，出炉水淬，出水后立即装炉回火，回火温度为180220，保温34小时，出炉空冷；喷丸、抛光处理（5）淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。权利要求书CN103014515A1/2页3挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺技术领域0001本发明涉及一种挖掘机斗齿用高韧耐。

5、磨合金钢及其生产工艺，属于合金钢制造工艺技术领域。背景技术0002挖掘机斗齿是在采掘作业中大量消耗的易损件，工作条件恶劣，失效方式多数为磨损,少数发生断裂。斗齿一般装在挖掘机铲斗的前端,系悬臂梁构件,直接与矿石、砂土、岩石等物料接触。在接触物料时,既承受冲击作用,又承受弯矩作用。服役过程中,斗齿尖部受到较大的冲击滑动磨粒磨损,尖部表面常出现各式犁沟、变形,造成表面磨损或脱落。国内斗齿材料最常用的为高锰钢,它存在着使用寿命低,抗断裂能力差的问题。在我国,每年斗齿消耗量很大。如何提高斗齿的使用寿命,研制出生产工艺简便、使用可靠、价廉物美的新型斗齿高韧耐磨材料,仍是当前需要进一步解决的问题。发明内容。

6、0003本发明为了解决现有技术的问题，提供一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢及其生产工艺，提高斗齿的韧性、耐磨性以及抗冲击性，从而延长斗齿的使用寿命。0004本发明采用的技术方案如下一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其各化学组分的重量百分比为C024028、SI0610、MN1215、CR0611、MO0305、V005010、B00040006、TI008012、CE0010025、LA002003、P003、S003，余量为铁和杂质。0005挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢的生产工艺，包括以下步骤（1）熔炼与浇铸按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出炉温度为16501680，浇注温度为15。

7、801620，抽真空至0405MPA，并采用熔模铸造、真空振动浇注、钢丸激冷复合浇铸工艺，铸件缓冷到室温脱模；（2）退火处理先以6080/小时将铸件加热至720740，保温23小时，再以100120/小时加热至11501250，保温34小时，最后以4050/小时冷却至850880，出炉空冷；（3）锻轧开轧温度控制在950980，终轧温度控制在860890，每道次压下率控制在3035；（4）淬火回火先升温至640660，保温12小时，再升温至10501100，保温34小时，出炉水淬，出水后立即装炉回火，回火温度为180220，保温34小时，出炉空冷；（5）喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可。

8、以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应说明书CN103014515A2/2页4力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。0006本发明的有益效果本发明采用MO、V、TI、B、CE、LA等多元微量元素进行微合金化处理，可以增加形核，进一步细化晶粒，有效的控制碳化物的数量、大小和形态分布，变质夹渣，提高冶金质量和综合耐磨性能，最大限度提高合金钢的综合性能和使用寿命。本发明采用的复合浇铸工艺能显著提高能显著提高铸件的密度和硬度、耐磨性及韧性等力学性能，振动的作用是抑制柱状晶和枝晶生长，形成小的等轴晶，钢丸激冷提高了铸件的冷却速度，减少铸件的缩松缩孔缺陷，细化晶粒，提高铸件的综。

9、合性能。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理和淬火回火，使合金钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明合金钢与现有的高锰钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗冲击性。使用本发明合金钢，可以保证挖掘机能正常进行工作，防治早期脆断，减少停机和维修次数，提高了劳动生产率和设备利用率，降低了生产成本。具体实施方式0007一种挖掘机斗齿用高韧耐磨合金钢，其各化学组分的重量百分比为C024028、SI0610、MN1215、CR0611、MO0305、V005010、B00040006、TI008012、CE0010025、LA002003、P003、S003，余量为铁和杂质。0008挖掘机斗。

10、齿用高韧耐磨合金钢的生产工艺，包括以下步骤（1）熔炼与浇铸按上述配比将炼钢原料加入中频感应电炉内进行熔炼，出炉温度为1680，浇注温度为1600，抽真空至045MPA，并采用熔模铸造、真空振动浇注、钢丸激冷复合浇铸工艺，铸件缓冷到室温脱模；（2）退火处理先以80/小时将铸件加热至730，保温3小时，再以120/小时加热至1200，保温4小时，最后以50/小时冷却至860，出炉空冷；（3）锻轧开轧温度控制在960，终轧温度控制在880，每道次压下率控制在30；（4）淬火回火先升温至650，保温15小时，再升温至1050，保温4小时，出炉水淬，出水后立即装炉回火，回火温度为210，保温3小时，出炉空冷；（5）喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行抛光处理，可消除合金钢表面缺陷而提高其寿命。0009经检验，产物化学成分为C025、SI088、MN136、CR085、MO042、V008、B0005、TI011、CE0018、LA0024、P0016、S0014，余量为铁和杂质。力学性能为抗拉强度1724MPA，屈服强度1220MPA，伸长率14，断面收缩率53，冲击韧性24J/CM2。说明书CN103014515A。

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