一種低合金鋼的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低合金鋼的熱處理方法，加熱至1020～1080℃保溫10～30min，使材料完全轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為下貝氏體，然后低溫回火160～180℃保溫0.8～1.5h，空冷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明處理的低合金鋼不僅具有較高的硬度，而且還具有較好的韌性，耐磨性能好；動載荷缺口敏感性小，還具有較高的疲勞強度；且鑄造性能好，鑄件成品率高。
【專利說明】一種低合金鋼的熱處理方法
[0001] 本申請是基于中國申請（2012104069929)而提出的分案申請

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)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(shù)】
[0003] 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(zhì)，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。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)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(xué)性能較 好，不易出現(xiàn)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(dāng)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(xué)性能較差，較高硬度導(dǎo)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(xué)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(diào)質(zhì)，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(yīng)大幅增加。
[0005] 本發(fā)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(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)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。
[0007] 本發(fā)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%;RE 0· 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(zhì)。
[0008] 在上述化學(xué)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。
[0009] 鉻與鐵能形成連續(xù)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(xué)元素。釩和碳有極強的親和力，它在鋼中主要以碳化物形態(tài)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(tài)存在，碳化硅的硬度極高，且分布在晶界， 可以防止晶?？焖匍L大。
[0010] 本發(fā)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(zhì)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(jié)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。
[0011] 本發(fā)明經(jīng)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(yōu)選將其直接澆鑄成鑄件然后進行 熱處理使用。
[0012] 采用的熱處理方法如下：加熱至1020?1080°C保溫10?30min，使材料完全轉(zhuǎn)化 為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；然后在500?380°C等溫處理1?5h，碳化物均勻析出， 奧氏體轉(zhuǎn)化為下貝氏體，然后低溫回火160?180°C保溫0. 8?1. 5h，空冷。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 本發(fā)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：
[0016] 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(dāng)真空度達 到0. 5?10Pa，通入氮氣至常壓，然后加熱至800°C?840°C，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；
[0017] 2)將完成了步驟1)的斗齒放入到滲碳爐中，緩慢加熱至800?950°C，保溫2? l〇h后，隨爐子冷卻至800?900°C后進行60?80°C等溫油淬火。
[0018] 本發(fā)明的方法還包括：在進行上述表面處理之前，先將斗齒的工作面打磨除氧化 膜和清洗（酸洗和堿洗）。
[0019] 依據(jù)上述表面處理工藝，離子注滲碳化鎢層深度為1. 0?2mm，其表面硬度可以達 到60HRC以上，同時滲透層中有WC，F(xiàn)e2W，F(xiàn)e6W 6C、FeW3C等金屬間化合物，他們的存在大大提 高了斗齒的整體強度和耐磨性。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的低合金鋼不僅具有較高的硬度，而且還具有較好 的韌性，耐磨性能好；動載荷缺口敏感性小，還具有較高的疲勞強度；且鑄造性能好，鑄件 成品率高，特別適用于斗齒。

【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述。如無特別指明，本發(fā)明所用的原 料均為市購。
[0022] 實施例1
[0023] 利用真空感應(yīng)爐冶煉本發(fā)明所述的低合金鋼，其具體化學(xué)成分如表1所示。
[0024] 表1化學(xué)成分表
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種低合金鋼的熱處理方法，其特征在于，所述低合金鋼包括以下重量百分數(shù)的成 分：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% ;RE (λ 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(zhì)； 所述低合金鋼采用的熱處理方法如下：加熱至1020?1080°C保溫10?30min，使材料 完全轉(zhuǎn)化為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；然后在500?380°C等溫處理1?5h，碳化物 均勻析出，奧氏體轉(zhuǎn)化為下貝氏體，然后低溫回火160?180°C保溫0. 8?1. 5h，空冷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低合金鋼的熱處理方法，其特征在于，所述的低合金鋼，在熱 處理方法之前，還包括表面處理工藝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低合金鋼的熱處理方法，其特征在于，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(dāng)真空度達到〇. 5?10Pa，通入氮氣至常 壓，然后加熱至800°C?840°C，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； 2)將完成了步驟1)的斗齒放入到滲碳爐中，緩慢加熱至800?950°C，保溫2?10h 后，隨爐子冷卻至800?900°C后進行60?80°C等溫油淬火。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低合金鋼的熱處理方法，其特征在于，在進行上述表面處理 之前，先將斗齒的工作面打磨除氧化膜和清洗。
【文檔編號】C22C38/38GK104233095SQ201410513713
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】羅紹康 申請人:寧波吉威熔模鑄造有限公司