[发明专利]一种高耐磨装载机铲斗零部件的等温热处理工艺

说明书

本发明公开了一种高耐磨装载机铲斗零部件的等温热处理工艺，包括：以硝盐和水为原料配置盐浴组合物，将装载机铲斗零部件于850～980℃保温15～35min，使其完全奥氏体化，取出后快速放入250～400℃范围内的恒温盐浴组合物中保温20～40min，等温淬火处理形成贝氏体组织，取出后空冷至室温得到。本发明在细晶和相变强化的作用下，热处理后的装载机铲斗零部件强度和韧性提高较大，耐磨性显著提高，延长其使用寿命，且该等温热处理工艺简单易控，成本低，生产效率高，适用于产业化推广。

技术领域

本发明属于机械零件热处理技术领域，具体涉及一种高耐磨装载机铲斗零部件的等温热处理工艺。

背景技术

斗齿和刀板是大型挖掘机、装载机主要的磨损件之一，随着我国大规模工程建设中挖掘机和装载机的使用量不断增加，斗齿和刀板的需求量愈来愈大，但是由于斗齿和刀板工作过程中直接与砂、土、岩石、煤和矿物接触，容易受到严重的磨料磨损，消耗量很大。据统计，我国目前服役的2m³以上的大型矿石挖掘机有2000～2500台，斗齿和刀板的直接经济损失达到3000万元/年左右，同时斗齿和刀板易于断裂和不耐磨现象严重影响装载机的工作效率，其质量和使用寿命对其市场应用影响很大。

目前，广西玉柴机器股份有限公司联合配件公司选用挖掘机斗齿做试制性试验，开发出一种带碳化物的等温淬火球墨铸铁(Carbdic austempered ductile iron，CADI)新型金属材料，可用其制造要求高强度、较高疲劳性能同时兼顾一定韧性和良好耐磨性的零部件。广西柳工机械股份有限公司的斗齿技术团队将微合金化技术用于斗齿材料，研制出一种多元复合微合金化斗齿耐磨材料，并提供与其匹配的热处理工艺流程。新材料斗齿试制成功后，与卡特斗齿同台进行作业寿命试验，新材料斗齿的耐磨寿命与卡特斗齿达到同一水平，而卡特斗齿的销售价格是其斗齿销售价格的8-10倍，大大降低经济成本。因此，开发用于装载机且具有高耐磨性能的刀板和斗齿等零部件非常必要。

发明内容

针对现有技术中装载机铲斗的刀板和斗齿在恶劣工况下其耐磨性不足的缺陷，本发明的目的在于提供一种高耐磨装载机铲斗零部件的等温热处理工艺，经过细晶作用和相变强化处理后的零部件主要由贝氏体和回火马氏体的混合相组成，其强度和韧性显著提高，极大地延长其使用寿命。

本发明实现上述发明目的所采用的技术方案为：

本发明中高耐磨装载机铲斗零部件的等温热处理工艺，包括以下步骤：

(1)以硝盐和水为原料，根据装载机铲斗零部件材料成分和配比配置不同熔点的盐浴组合物；

(2)将所述装载机铲斗零部件于850～980℃保温15～35min，使其完全奥氏体化；

(3)将步骤(2)中完全奥氏体化的零部件取出后快速放入步骤(1)中250～400℃范围内的恒温盐浴组合物中保温20～40min，等温淬火处理形成贝氏体组织；

(4)取出，空冷至室温。

上述技术方案中，等温热处理后的装载机铲斗零部件经过细晶作用和相变强化，其整体主要由贝氏体和回火马氏体的混合相组成，且各相呈非平行排列状态。

进一步，所述盐浴组合物由99～99.9重量％的硝盐和0.1～1重量％的水组成。在某些优选实施方案中，所述硝盐选自KNO₃、NaNO₃、NaNO₂、NaNO₃和NaNO₂质量比为19：1的混合物、NaNO₃和KNO₃质量比为1：1的混合物中的一种。

在上述任一实施方案中，所述装载机铲斗零部件于920℃保温20min使其完全奥氏体化，和/或所述完全奥氏体化的零部件于300℃恒温盐浴组合物中等温淬火处理30min形成贝氏体组织。