[發明專利]一種低合金鋼的熱處理方法

無效

• 申請號: 201310309447.2
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103388059A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 羅紹康
• 申請（專利權）人: 寧波吉威熔模鑄造有限公司
• 主分類號: C21D1/20
• 分類號: C21D1/20;C23C14/48;C22C38/38;C22C38/24;C21D9/00
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務所(普通合伙) 33239
• 代理人: 鄭洪成

技術領域

本發明涉及一種低合金鋼的熱處理方法，具體的說，涉及一種用作斗齒的低合金鋼的熱處理方法。

背景技術

斗齒一般固定于挖掘機挖斗的下端，直接接觸路面和需要鏟起的物質，如泥沙、石頭、泥土等堅硬的東西，從而保護挖斗不受損壞。但由于在使用過程中，斗齒需要不斷地石頭、泥土等堅硬的東西接觸和摩擦，因此在使用一段時間后斗齒就容易被磨損掉。

現有技術中，斗齒一般采用低碳合金鋼材料，低碳合金鋼材料的綜合力學性能較好，不易出現繃斷的情況，但是硬度一般只有HRC50左右，則在使用一段時間后，低合金鋼材料的磨損比較嚴重，當磨損到不能起到保護作用時，則需要進行更換處理，一般2～3個月就得更換，而頻繁的更換斗齒不僅使效率降低，而且還使得使用成本也大大增加；而如果使用硬度更高的高含量合金材料制作斗齒時，這種較高硬度的合金材料雖然具有較好的耐磨性能，但是綜合力學性能較差，較高硬度導致其脆性也較大，使用時極容易繃斷；而且為了得到耐磨性相對較好而綜合力學性能又相對較好的合金材料，就需要在合金材料熔煉時，加入更多的合金來進行調質，但合金元素的使用成本較高，隨之而來就是合金材料的成本也相應大幅增加。

本發明的目的是提供一種硬度高，韌性好，耐沖擊，缺口敏感性低的可用于斗齒的低合金鋼材料的熱處理方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種硬度高，韌性好，耐沖擊的可用于斗齒的低合金鋼材料的熱處理方法。

本發明所述的低合金鋼的成分(重量％)為：C：0.85～1.24％；Mn：1.35～1.85％；Cr：1.40～1.90％：V：0.1～0.6％；Mo：0.15～0.2％；RE0.1～0.3％，Si：0.2～0.35％，S，P均<0.025％，其余為Fe和不可避免的雜質。

在上述化學成分中，碳是通常鋼中所采用的最廉價的強化元素。碳在鋼中主要以固溶或生成碳化物的形式存在。碳化物可作為增強相增加鋼的硬度和強度，利用熱處理方法，先在較高的溫度下使碳化物都熔融在奧氏體中，然后利用碳化物微細化淬火方式進行熱處理，使碳化物顆粒極為細小且均勻分布，可進一步提高鋼的強韌性。

鉻與鐵能形成連續固溶體，并能與碳(鐵)形成多種碳化物。鋼中加入一定量的鉻，能提高硬度和強度，隨著鉻含量的增加，鋼的抗拉強度和硬度也顯著上升，因此，鉻是耐磨鋼中常采用的化學元素。釩和碳有極強的親和力，它在鋼中主要以碳化物形態存在。釩在鋼中的主要作用是細化組織和晶粒，提高鋼的強度和韌性，釩的碳化物具有極高的硬度和耐磨性。另外，硅在鋼中也主要以碳化物的形態存在，碳化硅的硬度極高，且分布在晶界，可以防止晶粒快速長大。

本發明中加人稀土的目的：一是改善鋼的鑄造性能，增加鋼流的流動性，并改善鋼錠或鑄件的表面質量，提高鑄件成品率；二是提高鋼的塑性和韌性，因為稀土具有脫氧、脫硫、脫氣，減少夾雜物的作用，因此，可改善鋼的塑性和韌性，另一方面，稀土元素的硫化物、氧化物及其它化合物在鋼液凝固過程中，都是結晶核心，故有效地細化了晶粒，這也有利于提高鋼的塑性和韌性。

本發明經冶煉爐溶煉后，鋼水可澆鑄成鋼錠，再鍛造或軋制成材，制成制品熱處理；另外鋼水也可直接洗鑄成鑄件再進行熱處理使用，優選將其直接澆鑄成鑄件然后進行熱處理使用。

采用的熱處理方法如下：加熱至1020～1080℃保溫10～30min，使材料完全轉化為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；然后在500～380℃等溫處理1～5h，碳化物均勻析出，奧氏體轉化為下貝氏體，然后低溫回火160～180℃保溫0.8～1.5h，空冷。

此時金相組織為：下貝氏體+碳化物+殘余奧氏體。下貝氏體的硬度和強度略低于回火馬氏體，但塑性好，缺口敏感性低，沖擊韌性好，非常適合作為斗齒的芯材料。

另外，為保證制成的斗齒具有更好的耐磨性和抗沖擊性，還可將鑄件進行滲碳和滲金屬處理，即進行表面處理。

本發明所述的低合金鋼，在熱處理方法之前，還包括表面處理工藝：

所述表面處理工藝如下：1）將斗齒放入離子注滲處理爐中，抽真空，當真空度達到0.5～10Pa，通入氮氣至常壓，然后加熱至800℃～840℃，脈沖電流沖擊由鎢合金做成的靶，脈沖電流束密度為0.3～6mA／cm²，脈沖頻率在25～50HZ，加速電壓在30～40KV，鎢離子的注入能量在50～300KeV，注入鎢離子的濃度20～50％，處理15～40h，然后隨爐緩慢冷卻；