[發明專利]一種高強高韌耐磨挖掘機斗齒用鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201310528730.4
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103556081A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 時振明;翟正龍;李小雄;戈文英;路禮堂;郭峰
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04;C21D8/00;E02F9/28
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明屬于合金結構鋼技術領域，特別涉及一種高強高韌耐磨挖掘機斗齒鍛造用低碳硅錳鉬釩高性能合金結構鋼及其制造方法。

背景技術

斗齒是挖掘機上的重要耗損部件，其結構形式有兩種：整體式和組合式。組合式斗齒是目前市場使用最為廣泛的結構形式，斗齒與齒座靠銷軸連接。其主要失效形式為磨損和斷裂。斗齒工作面與被挖掘物直接接觸，當其耐磨性不足時就會導致過度磨損而提前報廢。銳利棱角的挖掘物在齒面上滑動，猶如刀具一樣對齒面產生切削作用而造成斗齒的切削磨損；較軟的挖掘物與斗齒反復推擠碾壓過程中，齒面反復經歷塑性變形，從而因疲勞而引起剝落；挖掘物與斗齒反復作用造成斗齒強烈的塑性變形引起很高的加工硬化，使其脆性增大，在挖掘物的強烈撞擊下，會發生碎裂而形成磨損。斗齒在承受物料的沖擊和彎曲應力作用下，還會在斗齒的中上部發生早期斷裂現象。這就要求斗齒有足夠的剛度和耐磨性，同時必須具備良好的塑性、韌性。隨著科學技術的發展，挖掘機斗齒的生產從材料到制造工藝都取得了重大突破。斗齒制造傳統上采用精密鑄造、鍛造等工藝，鑄造斗齒由于容易產生增碳、粘砂、皺皮、夾渣等缺陷，斗齒的疲勞壽命偏低，越來越無法滿足挖掘機斗齒高疲勞壽命和高經濟效益的要求，采用鍛造工藝加工斗齒具有成本低、材料質量有保障、疲勞壽命高等優勢，引起工程機械行業的高度關注，為進一步提高斗齒的疲勞壽命，選擇高質量的鍛造用鋼材成為斗齒鍛造行業最迫切需要解決的問題。

CN102140612A公開了一種多元合金鑄鋼斗齒,其包含的化學成分及相應的重量百分比分別為:C:0.30～1.00;Cr:1.50～3.00;Mn:0.60～1.00;Si:1.00～2.00;Mo:0.20～1.00;Ni:0.5～1.50;Ti:0.005～0.1;Re:0.15～0.25;P/S:≤0.030;余量為Fe;本發明的多元合金鑄鋼是一種不同于現有斗齒的新鋼種,在砂石工況下提高了材料的耐磨性,延長了使用壽命,其性能達到:抗拉強度Rm≥1700Mpa,硬度HRC52～55,夏比沖擊Akv≥15J,具有優異的強韌性和高的硬度。

CN103205638A本發明公開了一種耐磨鑄鋼斗齒及其制備方法，耐磨鑄鋼斗齒材料成分按重量百分比為：C：0.9～1.2%，Ti：0.2～0.25%，Al：0.08～0.12%，Mo：2～3%，W：3～5%，P：≤0.02%，S：≤0.02%，余量為Fe。本發明通過選擇合理鑄造、熱處理工藝而制備成一種挖掘機斗齒，其性能達到抗拉強度Rm≥1650MPa，夏比沖擊Akv≥17J。

以上專利文件的產品主要面向精密鑄造斗齒領域，在成分設計、工藝制造等各方面具有獨有特點，材料的耐磨性、強度、硬度等技術指標得到一定程度提高，但其抗沖擊能力普遍較低。為提高斗齒的疲勞壽命，滿足鍛造斗齒用材料技術要求，需要一種成分合理的鋼材，使得制成的挖掘機斗齒具有更高的沖擊韌性，同時，還需要具有高的硬度、耐磨性。現有技術報道的斗齒合金鋼上無法滿足環境惡劣的挖掘機斗齒的需要。

發明內容

針對鍛造挖掘機斗齒現有技術的不足，本發明提供一種高強高韌耐磨挖掘機斗齒用鋼及其制造方法，滿足鍛造斗齒高疲勞壽命的使用要求。

挖掘機斗齒是挖掘機主要工作部件，采用鍛造加工方式加工，對鋼材的機械性能、內部質量和表面質量都有嚴格的要求，針對挖掘機斗齒對鋼材高質量、高性能要求，本發明主要解決的技術問題是鋼的成分設計、生產工藝參數的優化，使產品鋼具有高強度、高耐磨性、高塑性、高韌性、高純凈度的特定。

本發明的技術方案如下：

一種挖掘機斗齒用低碳硅錳鉬釩合金鋼，鋼的組成按重量百分數為：

其它為Fe和不可避免的雜質。

根據本發明優選的，所述挖掘機斗齒用低碳硅錳鉬釩合金鋼的組成按重量百分數為：

其它為Fe和不可避免的雜質。

進一步優選的，所述挖掘機斗齒用低碳硅錳鉬釩合金鋼的組成按重量百分數為：

其它為Fe和不可避免的雜質。

根據本發明最優選的，所述挖掘機斗齒用低碳硅錳鉬釩合金鋼的組成按重量百分數為：

C：0.25%，Si：1.06%，Mn：2.40%，Mo：0.36%，V：0.11%，P：0.015%，S：0.007%，Cr：0.15%，Cu:0.14%，Ni:0.13%，Al:0.026%，[O]:11×10^-4%，其它為Fe和不可避免的雜質。