[发明专利]一种装载机和挖掘机铲刀刃用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于耐磨钢领域，具体涉及到一种装载机和挖掘机铲刀刃用钢及其生产方法。

背景技术

铲刀刃用钢主要用于装载机和挖掘机的关键部位——铲斗的制造，其性能直接决定着铲 斗的使用寿命，是工程机械车辆行业最重要的钢种之一。铲刀刃钢的工作环境非常恶劣，对 铲刀刃钢的性能提出严格的要求：铲刀刃铲入物料如矿石、沙、煤等时，直接与物料发生强 烈摩擦和撞击，除要求铲刀刃钢具有足够的硬度和耐磨性，以抵挡磨损，还需要钢板具有较 高的韧性，以防止钢板变形和断裂；同时由于铲刀刃板一般是焊接在铲斗上使用，对铲刀刃 用钢的焊接性能有着严格的要求。

目前铲刀刃上使用的钢种较多，除耐磨钢NM360、NM400系列和1E0921系列外，还有 的厂家直接使用Q345或16Mn等普通钢。近年来由于工程机械车辆行业竞争日益激烈，各厂 家均对铲刀刃用钢性价比提出了严格的要求：既要求铲刀刃用钢性能良好，以保证铲斗具有 较长的使用寿命；又要求铲刀刃钢价格不能太高，以降低企业的生产成本。在这种情况下， Q345和16Mn等普通钢由于耐磨性能太差，已基本被淘汰。NM360系列和1E0921系列钢由 于添加了大量Ni、Mo等贵重合金元素，使制造成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服目前铲刀刃钢性价比差的问题，提供一种强度高、韧性好、耐磨 性及焊接性好且成本较低的装载机和挖掘机铲刀刃用钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种装载机和挖掘机铲刀刃用钢，其化学成分及重量百分比为：C 0.25～0.35％、Si  1.00～2.00％、Mn 0.30～1.00％、Cr 0.30～0.50％、Mo 0.05～0.25％、B 0.0005～0.0050 ％、P≤0.020％、S≤0.015％，其余为Fe及不可避免的杂质。

其特征在于C重量百分比为0.28～0.33％。

其特征在于Si重量百分比为1.50～2.00％。

其特征在于Mn重量百分比为0.30～0.70％。

其特征在于Cr重量百分比为0.40～0.47％。

其特征在于Mo重量百分比为0.10～0.20％。

其特征在于还加入含Ca的复合包芯线，并控制钢水中Ca的重量百分比为0.001～0.005％。

生产装载机和挖掘机铲刀刃用钢的方法，其步骤：

1)采用铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，全流程保护浇注成板坯；

2)将铸坯缓冷40～50小时；

3)将板坯加热至1150～1300℃并充分奥氏体化；

4)进行初轧，其开轧温度控制在1150～1200℃、每道次压下率控制在15～30％；

5)进行精轧，其开轧温度控制在920～960℃、终轧温度控制在800～900℃、最后三道次 累计压下率35～55％；

6)进行热处理：淬火温度控制在910～950℃、保温，其保温时间为2.0～4.0分钟/毫米； 以15～30℃/s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火：加热温 度控制在330～370℃，保温时间为3.0～6.0分钟/毫米；空冷至室温。

本发明各元素的作用及机理：

本发明碳元素含量为0.25～0.35％：碳是钢中不可缺少的提高钢材强度和硬度的元素之 一，本钢种需要非常好的硬度来保证钢板的耐磨性，因此，较高的碳含量是必不可少的。但 钢中碳含量太高容易造成钢材韧性下降，并导致钢材焊接性能差。实践证明，碳含量保持在 0.30％左右，可使得钢保持一个较高的硬度，且可焊区较大。因此，为了保证钢板具有高的 硬度、较好的韧性、优良的冷成型性和焊接性能，将碳含量限定在0.25～0.35％。

本发明硅元素含量为1.00～2.00％：硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度， 硅可使C曲线右移，提高钢的淬透性。本钢种强度和硬度要求较高，必须添加较高的硅元素 来保证。