本發(fā)明涉及工程挖掘機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種工程挖掘機(jī)的鏟齒制備方法。

背景技術(shù)：
鏟齒是挖掘機(jī)關(guān)鍵配件，國內(nèi)年需求量15萬噸左右，鏟齒由齒尖和齒根兩部分構(gòu)成。挖掘機(jī)工作時(shí)，齒尖部分承受沖擊磨料磨損，需具備較高的硬度和耐磨性；齒根部分通過軸銷與挖掘機(jī)齒座連接，承受較大的彎矩載荷，需較高的強(qiáng)度和韌性。因此鏟齒的齒尖要具有高耐磨性而齒根有高的強(qiáng)韌性，實(shí)現(xiàn)耐磨性和強(qiáng)韌性的配合。用于制備鏟齒所用的材質(zhì)多為高錳鋼和低碳合金鋼。高錳鋼強(qiáng)韌性高，但硬度低，耐磨性差，而合金鋼制備鏟齒熱處理工藝常采用整體淬火，齒尖和齒根部分硬度、強(qiáng)度、韌性相同，保證了齒尖的耐磨性，而不能保證齒根高的韌性要求，而容易出現(xiàn)鏟齒早期斷裂失效，也因?yàn)槿绱耍P齒碳含量一般小于0.35%，鏟齒硬度不高。公開號(hào)為CN102400051A的中國發(fā)明專利公開了一種鏟齒及其制備方法，該鏟齒的成分為C：0.29～0.33﹪、Mn：0.9～1.4﹪、Si：0.8～1.2﹪、Cr：1.4～1.7﹪、B：0.001～0.005﹪、Al：0.02～0.06﹪、余量為Fe。900℃淬火，保溫2～4h，220～250℃回火，保溫2～4h，硬度＞HB447。公開號(hào)CN101397632A的中國發(fā)明專利公開了一種多元素低合金水淬耐磨鋼，其成分為C：0.28～0.34﹪、Si：0.8～1.2﹪、Mn：1.2～1.7﹪、S≤0.035﹪、P≤0.035﹪、Cr：1.0～1.5﹪、Mo：0.25～0.35﹪、Ti：0.05～0.08﹪、V：0.1～0.12﹪,余量為Fe。熱處理1000～1050℃淬火，保溫3h，水淬；150～200℃回火，保溫3h，硬度＞HB500，沖擊韌性αk為20J/cm2。上述兩個(gè)專利都是采用整體淬火方法，齒尖和齒根同硬度、強(qiáng)度，保證了齒尖有高的耐磨性，但齒根硬度(＞HB447、＞HB500)，在鏟齒使用過程中，由于硬度太高，齒根部位易斷裂失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種齒尖具有高的耐磨性而齒根具有高的強(qiáng)韌性配合，從而有效地延長了鏟齒的使用壽命的鏟齒制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明所述的鏟齒制備方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟：1）選材；2）將選好的原材料放入中頻爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，并采用沉淀脫氧和擴(kuò)散沉氧對熔體脫氣除渣精煉，鋼水出爐溫度1600～1650℃；3）將鋼水澆注到熔模殼型中鑄型制成鏟齒，殼型溫度＜100℃，澆注溫度1460～1530℃；4）待鏟齒冷卻后，切除冒口、澆口，并清理打磨；5）將鏟齒整體正火、回火后，出爐空冷，其中正火溫度為860～960℃，回火溫度為600～650℃；6）采用感應(yīng)發(fā)生器對鏟齒齒尖感應(yīng)淬火，淬火溫度為850～920℃，保溫10～15s后，進(jìn)行水冷；7）將鏟齒回火，回火溫度為200～250℃，保溫4～6h后，出爐空冷，即完成鏟齒的制備，該鏟齒齒根的硬度為HB200～280，沖擊韌性為αku≥35J／cm2，鏟齒齒尖的硬度≥HRC50。其中，上述原材料采用低合金鋼，所述低合金鋼中的C含量為0.35～0.48﹪，Cr、Mo、Ni、Mn、Si合金元素的總量小于4﹪，其中Mn含量不小于0.4﹪，Si含量不小于0.4﹪，余量為Fe，以上百分比均為重量百分比。上述步驟5）和步驟7）中，鏟齒的正火、回火，當(dāng)溫度小于650℃時(shí)，升溫速度小于80℃／h，且650℃保溫至少1小時(shí)；當(dāng)溫度大于650℃時(shí)，升溫速度小于100℃／h，且正火、回火保溫時(shí)間按每20mm鑄件厚度保溫1小時(shí)。上述步驟6）中，感應(yīng)發(fā)生器的頻率大于2500HZ。上述步驟6）中，感應(yīng)淬火的鏟齒齒尖單邊淬透層深度不小于鏟齒厚度的1/4。上述步驟6）中，水冷用到的冷卻水溫度不高于38℃。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明采用的原材料為目前常用的生產(chǎn)鏟齒材料—低合金鋼，取材方便；2、本發(fā)明采用整體正火+高溫回火熱處理工藝，鏟齒整體成分、組織均勻，晶粒細(xì)小，保證鏟齒具有高的強(qiáng)韌性配合，同時(shí)為后續(xù)感應(yīng)淬火提供了良好的組織；3、本發(fā)明采用齒尖感應(yīng)淬火，保證了齒尖具有高的硬度和耐磨性，同時(shí)感應(yīng)淬火齒尖升溫速度快，晶粒比現(xiàn)行的箱式電阻爐加熱獲得的晶粒更細(xì)小，不但耐磨性好，強(qiáng)韌性也高；4、采用本發(fā)明的制備方法，鏟齒碳含量可以高達(dá)0.35～0.48﹪，鏟齒齒尖高頻感應(yīng)淬火后，硬度高，耐磨性更好。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。附圖說明圖1為本發(fā)明的鏟齒齒尖感應(yīng)淬火示意圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：鏟齒最厚處120mm，原材料中各成分的重量百分比為C：0.39﹪、Cr：1﹪、Mn：0.6﹪、Si：0.6﹪、Mo：0.2﹪、Ni：0.2﹪。按合金鋼成分要求，將廢鋼、低碳鉻鐵、鉬鐵、硅鐵等原材料裝入中頻感應(yīng)爐中，升溫熔煉，熔煉溫度1580℃，鑄型采用熔模殼型，焙燒后出爐冷卻到100℃以下澆注鋼水，澆注溫度1520℃；鏟齒冷卻后，切除冒口、澆口，清理打磨；熱處理采用正火920℃，保溫6h；回火溫度610℃，保溫6h，出爐空冷；齒尖采用感應(yīng)淬火，如圖1所示，感應(yīng)發(fā)生器1的感應(yīng)線圈2環(huán)繞在鏟齒的齒尖3上，感應(yīng)頻率3000HZ，溫度910℃，保溫14s，水淬，淬透層厚度35mm；230℃低溫回火，保溫6h，出爐空冷。下表為本發(fā)明工藝和目前常用的低碳合金鋼整體熱處理工藝性能對比：從上表可以看出，傳統(tǒng)常用的整體淬火+回火工藝組織為回火馬氏體，齒根和齒尖硬度幾乎一致，由于該制備方法齒根硬度高，沖擊韌性低，鏟齒斷裂傾向大，斷裂率達(dá)到10﹪。而采用本發(fā)明工藝，齒根4采用了正火+回火工藝，韌性高，鏟齒斷裂傾向低至0.1﹪，而且通過正火+高溫回火，為齒尖感應(yīng)淬火提供了均勻組織和成分，齒尖3通過感應(yīng)加熱、水淬、低溫回火，由于感應(yīng)加熱升溫速度快，晶粒細(xì)化，齒尖硬度較傳統(tǒng)箱式電阻爐熱處理的高，其耐磨性提高了20﹪。實(shí)施例2：鏟齒最厚處100mm，原材料中各成分的重量百分比為C：0.40﹪、Cr：1﹪、Mn：0.6﹪、Si：0.6﹪、Mo：0.15﹪、Ni：0.15﹪。按合金鋼成分要求，將廢鋼、低碳鉻鐵、鉬鐵、硅鐵等原材料裝入中頻感應(yīng)爐中，升溫熔煉，熔煉溫度1560℃，鑄型采用熔模殼型，焙燒后出爐冷卻到100℃以下澆注鋼水，澆注溫度1500℃；鏟齒冷卻后，切除冒口、澆口，清理打磨；熱處理采用正火890℃，保溫5h；回火溫度625℃，保溫5h，出爐空冷；齒尖采用感應(yīng)淬火，如圖1所示，感應(yīng)發(fā)生器1的感應(yīng)線圈2環(huán)繞在鏟齒的齒尖3上，感應(yīng)頻率3500HZ，溫度870℃，保溫13s，水淬，淬透層厚度27mm；225℃低溫回火，保溫5h，出爐空冷。下表為本發(fā)明工藝和目前常用的低碳合金鋼整體熱處理工藝性能對比：從上表可以看出，傳統(tǒng)常用的整體淬火+回火工藝組織為回火馬氏體，齒根和齒尖硬度幾乎一致，由于該制備方法齒根硬度高，沖擊韌性低，鏟齒斷裂傾向大，斷裂率達(dá)到10﹪。而采用本發(fā)明工藝，齒根4采用了正火+回火工藝，韌性高，鏟齒斷裂傾向低至0.11﹪，而且通過正火+高溫回火，為齒尖感應(yīng)淬火提供了均勻組織和成分，齒尖3通過感應(yīng)加熱、水淬、低溫回火，由于感應(yīng)加熱升溫速度快，晶粒細(xì)化，齒尖硬度較傳統(tǒng)箱式電阻爐熱處理的高，其耐磨性提高了30﹪。實(shí)施例3：鏟齒最厚處80mm，原材料中各成分的重量百分比為C：0.45﹪、Cr：1﹪、Mn：0.6﹪、Si：0.6﹪、Mo：0.1﹪、Ni：0.1﹪。按合金鋼成分要求，將廢鋼、低碳鉻鐵、鉬鐵、硅鐵等原材料裝入中頻感應(yīng)爐中，升溫熔煉，熔煉溫度1550℃，鑄型采用熔模殼型，焙燒后出爐冷卻到100℃以下澆注鋼水，澆注溫度1480℃；鏟齒冷卻后，切除冒口、澆口，清理打磨；熱處理采用正火880℃，保溫4h；回火溫度640℃，保溫4h，出爐空冷；齒尖采用感應(yīng)淬火，如圖1所示，感應(yīng)發(fā)生器1的感應(yīng)線圈2環(huán)繞在鏟齒的齒尖3上，感應(yīng)頻率4000HZ，溫度860℃，保溫12s，水淬，淬透層厚度22mm；240℃低溫回火，保溫4h，出爐空冷。下表為選用材質(zhì)本工藝和目前常用的低碳合金鋼整體熱處理工藝性能對比：從上表可以看出，傳統(tǒng)常用的整體淬火+回火工藝組織為回火馬氏體，齒根和齒尖硬度幾乎一致，由于該制備方法齒根硬度高，沖擊韌性低，鏟齒斷裂傾向大，斷裂率達(dá)到10﹪。而采用本發(fā)明工藝，齒根4采用了正火+回火工藝，韌性高，鏟齒斷裂傾向低至0.12﹪，而且通過正火+高溫回火，為齒尖感應(yīng)淬火提供了均勻組織和成分，齒尖3通過感應(yīng)加熱、水淬、低溫回火，由于感應(yīng)加熱升溫速度快，晶粒細(xì)化，齒尖硬度較傳統(tǒng)箱式電阻爐熱處理的高，其耐磨性提高了40﹪。本發(fā)明是通過實(shí)施例來描述的，但并不對本發(fā)明構(gòu)成限制，參照本發(fā)明的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，如對于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。