專利名稱：新型耐磨鏟齒材料及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及挖掘機，具體地說是一種新型耐磨鏟齒材料及制備工藝。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，4立方米挖掘機一般用來挖掘礦石，其鏟齒的使用壽命一直是急待解決的問題，目前，鏟齒為光滑平表面設(shè)計，主要采用ZGMn13材料，固熔處理后硬度為HB170～210，具有良好的抗強沖擊能力，但其耐磨性主要來源于沖擊礦石而產(chǎn)生的表面層加工硬化，材料本身的耐磨性不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型耐磨鏟齒材料及制備工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案是按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其鏟齒材料成份為C1.15～1.35、Si 0.4～0.7、Mn 12～14、P＜0.07、V 0.3～0.6、Ti 0.12～0.18、余量為Fe；制備工藝采用二個階段進(jìn)行彌散強化熱處理1)清除鑄態(tài)組織將鑄態(tài)的鏟齒加熱到950～980℃，保溫，空氣冷卻至室溫～200℃之間；2)固溶處理重新加熱至1080～1120℃，水冷固溶；其水冷溫度為30～50℃，以充分的消除鑄態(tài)組織，發(fā)揮V、Ti高熔點碳化物的強化作用。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.耐磨性能更優(yōu)。由于在諸多元素中，V和Ti的碳氮化合物有強烈的形核作用，本發(fā)明將V和Ti的共同加入，以明顯提高高錳鋼的屈服強度及原始硬度，經(jīng)變形硬化后可得到較高的硬度。另外堅硬而難溶的V，Ti碳氮化物分布于奧氏體的基體中，能提高鋼的抗磨料磨損能力。
2.最大程度發(fā)揮合金元素的作用。在高錳鋼合金化的基礎(chǔ)上，調(diào)整熱處理工藝，如將1050～1100℃保溫、水冷，傳統(tǒng)的水韌處理過程用消除鑄態(tài)組織和固溶處理兩個階段熱處理代替，該工藝方法適合金元素的作用最大程度的發(fā)揮，使本發(fā)明使用性能穩(wěn)定，無“斷齒”現(xiàn)象，單齒平均使用壽命約為原來的ZGMn13使用壽命的2.225倍。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例詳述本發(fā)明。
實施例1本發(fā)明鏟齒材料成份按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其成份為C 1.15、Si 0.7、Mn 12、P 0.06、V 0.6、Ti 0.18、余量為Fe；制備工藝采用二個階段進(jìn)行彌散強化熱處理1)清除鑄態(tài)組織將鑄態(tài)的鏟齒加熱到980℃，保溫，空氣冷卻至100℃；2)固溶處理重新加熱至1080℃，水冷固溶；其水冷溫度為50℃。
本發(fā)明能充分的消除鑄態(tài)組織，發(fā)揮V、Ti高熔點碳化物的強化作用，與現(xiàn)有技術(shù)中ZGMn13成份的鏟齒相比，其平均使用壽命數(shù)據(jù)如下鏟齒類型 使用時間 單齒平均挖礦量原有ZGMn13鏟齒 13天 8880噸本發(fā)明 41天 21200噸本發(fā)明單齒使用壽命約為原來的ZGMn13使用壽命的2.387倍，比普通鏟齒使用壽命提高122.5％。僅鏟齒一項為弓長嶺露天礦可節(jié)約費用40.2萬元/年。
實施例2與實施例1不同之處在于本發(fā)明成份按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其成份為C 1.35、Si 0.4、Mn 14、P 0.07、V 0.3、Ti 0.12、余量為Fe；制備工藝采用二個階段進(jìn)行彌散強化熱處理1)清除鑄態(tài)組織將鑄態(tài)的鏟齒加熱到950℃，保溫，空氣冷卻至200℃；2)固溶處理重新加熱至1120℃，水冷固溶；其水冷溫度為30℃。
本發(fā)明能充分的消除鑄態(tài)組織，發(fā)揮V、Ti高熔點碳化物的強化作用，與現(xiàn)有技術(shù)中ZGMn13成份的鏟齒相比，其平均使用壽命數(shù)據(jù)如下鏟齒類型 使用時間 單齒平均挖礦量原有ZGMn13鏟齒 15天 9138噸本發(fā)明 40天 19190噸本實施例單齒使用壽命約為原來的ZGMn13使用壽命的2.1倍。
實施例3與實施例1不同之處在于本發(fā)明鏟齒材料成份按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其成份為C 1.20、Si 0.55、Mn 13、P 0.03、V 0.45、Ti 0.15、余量為Fe；制備工藝采用二個階段進(jìn)行彌散強化熱處理1)清除鑄態(tài)組織將鑄態(tài)的鏟齒加熱到960℃，保溫，空氣冷卻至室溫；2)固溶處理重新加熱至1100℃，水冷固溶；其水冷溫度為40℃。
本發(fā)明能充分的消除鑄態(tài)組織，發(fā)揮V、Ti高熔點碳化物的強化作用，與現(xiàn)有技術(shù)中ZGMn13成份的鏟齒相比，其平均使用壽命數(shù)據(jù)如下鏟齒類型使用時間 單齒平均挖礦量原有ZGMn13鏟齒14天 10280噸本發(fā)明42天 21200噸本實施例單齒使用壽命約為原來的ZGMn13使用壽命的2.06倍。
權(quán)利要求
1.一種新型耐磨鏟齒材料，其特征在于按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其成份C為1.15～1.35、Si為0.4～0.7、Mn為12～14、P＜0.07、V為0.3～0.6、Ti為0.12～0.18、余量為Fe。
2.一種按照權(quán)利要求1所述新型耐磨鏟齒材料的制備工藝，其特征在于采用二個階段進(jìn)行彌散強化熱處理1)清除鑄態(tài)組織將鑄態(tài)的鏟齒加熱到950～980℃，保溫，空氣冷卻至室溫～200℃之間；2)固溶處理重新加熱至1080～1120℃，水冷固溶。
3.按照權(quán)利要求2所述制備工藝，其特征在于水冷溫度為30～50℃。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型耐磨鏟齒材料及制備工藝。按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，鏟齒材料成份為C1.15～1.35、Si0.4～0.7、Mn12～14、P<0.07、V0.3～0.6、Ti0.12～0.18、余量為Fe；采用二個階段進(jìn)行彌散強化熱處理1)清除鑄態(tài)組織將鑄態(tài)的鏟齒加熱到950～980℃，保溫，空氣冷卻至室溫～200℃之間；2)固溶處理重新加熱至1080～1120℃，水冷固溶。本發(fā)明耐磨性能更優(yōu)，能最大程度發(fā)揮金元素的作用。
文檔編號E02F9/28GK1401806SQ0112804
公開日2003年3月12日 申請日期2001年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月15日
發(fā)明者劉忠海, 單以銀, 王毓麟 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所