[发明专利]一种斗齿的合金及其生产方法

说明书

技术领域

    本发明属于合金钢生产方法，具体涉及一种斗齿的合金及其生产方法。

背景技术

挖掘机前端的挖斗是工作的主要部位，挖斗上的斗齿是挖掘机上的主要易损件，由于挖掘机的工作环境一般比较恶劣，对斗齿的材质提出了比较高的要求，既要强度高、耐磨，又要有韧性，这样斗齿的使用寿命才会长，所以有必要通过合理改变材质来提高斗齿的使用寿命，这样做既不会增加生产成本，又能够进一步研究挖掘机斗齿的耐磨性和生产工艺，为研制出性能完善的斗齿做贡献。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种斗齿的合金及其生产方法，这种合金钢耐磨、强度范围大，同时又有较好的韧性，斗齿寿命有很明显提高。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种斗齿的合金，其化学成分质量百分比为：C：0.31-0.39%，Si：1.77-1.95%，Mn：1.1-1.6%，P：≤0.02%，S：≤0.02%，Nb：0.2-0.6%，Ti：0.15-0.2%，Ni：0.15-0.35%，Cu：0.25-0.5%， Cr：0.35-0.8%，Zn：0.15-0.2%，B： 0.003-0.007%，Mo：≤0.1%，V：≤0.03%，Al：0.012-0.02%，余量为Fe。

一种制造上述合金的生产方法，包括以下步骤：

（1）碱性氧气转炉冶炼

按化学成分质量百分比，将成分为C：0.31-0.39%，Si：1.77-1.95%，Mn：1.1-1.6%，P：≤0.02%，S：≤0.02%，Cu：0.25-0.5%，余量为Fe的炼钢原料加入碱性氧气转炉内吹炼，脱硫，钢水温度为1590-1630℃，

（2）炉外精炼炉吹氧脱碳

真空状态下在炉外精炼炉吹氧脱碳，按化学成分质量百分比，将成分为Nb：0.2-0.6%，Ti：0.15-0.2%，Ni：0.15-0.35%，Cr：0.35-0.8%，Zn：0.15-0.2%，B：0.003-0.007%，Mo：≤0.1%，V：≤0.03%，Al：0.012-0.02%的炼钢原料以及合金加入钢包进行脱氧合金化，所述炼钢原料以及合金在出钢前1-2分钟加入钢包内；

（3）浇铸成型

钢水浇铸到斗齿形状的树脂砂模中，采用冒口加冷铁铸造，浇铸温度为1500-1550℃，将铸件自然冷却到室温后脱模；

（4）热处理

a：淬火

淬火炉加热温度为1080±10℃，保温3-5小时，出炉采用内喷外淋式水淬，外淋水量为2000-2500m³/h,内喷水量为700-1000 m³/h，以水为淬火冷却介质，淬火前，冷却水水温≤25℃，冷却完毕水温不应超过40℃；

b：回火

进炉回火，加温到240±10℃，保温3-4小时，出炉自然冷却到室温；

（5）后期处理

进行喷丸处理，提高斗齿的表面强度。 

含锰的钢材一般为铸件，不需正火和退火，但是必须进行淬火回火。

本发明运用微合金化理论，在普通钢的基础上添加了Cr、Mo、V、Al、Nb、Ni、Ti、Zn元素，使用了全新的生产方法，提高了斗齿所用钢材的屈服强度和耐磨性，通过加入0.35-0.8%Cr、低于0.1% Mo和低于0.03%的V此类碳化物形成元素，在冶炼过程中产生化学反应，改变了钢材中碳化物的分布形态，使其均匀分布在奥氏体基体上，耐磨性提高50-60%，添加了0.012-0.02%的Al和0.25-0.5%的 Cu，起细化晶粒作用，提高了钢材的韧性，再通过温度为1080±10℃，保温3-5小时，水淬以及温度为240±10℃，保温3-4小时回火，钢体内奥氏体晶粒细小，晶内颗粒状碳化物均匀，力学性能有了明显提高，经检验，化学成分质量百分比为：C：0.31-0.39%，Si：1.77-1.95%，Mn：1.1-1.6%，P：≤0.02%，S：≤0.02%，Nb：0.2-0.6%，Ti：0.15-0.2%，Ni：0.15-0.35%，Cu：0.25-0.5%， Cr：0.35-0.8%，Zn：0.15-0.2%，B： 0.003-0.007%，Mo：≤0.1%，V：≤0.03%，Al：0.012-0.02%，余量为Fe的原料通过本发明所述的生产方法生产出来的斗齿的力学性能为：抗拉强度≥1670MPa，屈服强度≥1180MPa，硬度硬度HRC54-57，伸长率≥11%，冲击韧性≥19J/cm²。

本发明的有益效果是：