一种挖掘机斗齿用合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，所述方法包括步骤：炉内废钢为炉的一半容积时，加入钼铁、铬铁及微量硼；废钢熔炼清渣后，加入适当硅铁、锰铁预脱氧，再次出渣，获得钢水；取样化验检测钢水成分达到目标值，加入铝丝脱氧，保持3‑5分钟后降低电流，静置后扒渣出炉；钢水倒入中转包，并随流加入0.05％‑0.1％钇基重稀土；在中转包内按钢水质量的0.23‑0.27％加入硅钙脱氧剂，出炉扒渣，盖保温棉开始浇注，初始浇注温度1560‑1580℃，后期浇注温度不得低于1530℃，冷却。本发明专利技术通过加入钇基重稀土，促进铸态下初生奥氏体和共晶体中的奥氏体向马氏体的转变，使硬度和冲击韧性比铸态下都有大的提高，采用硅钙脱氧剂进行脱氧，深层净化钢水，从而得到更纯净的钢水。

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机斗齿用合金材料及其制备方法
本专利技术涉及合金材料
，具体涉及一种挖掘机斗齿用合金材料及其制备方法。
技术介绍
目前我国有数万台挖掘机在服役，其中斗齿的作业对象主要是矿石、岩石或沙土等，工况条件十分恶劣，挖掘作业时不仅受到滑动磨损的作用而且还经受一定的冲击载荷，因此大大缩短了斗齿的使用寿命，成为消耗最大的易损件。中国专利申请号201110027201.7专利技术一种工程机械铲斗齿耐磨修复的管状焊丝，焊接熔敷层耐磨性好，抗龟裂，具有较高的冲击韧性，在使用过程中材料因受冲击而产生高密度位错，焊接熔敷层逐渐变硬。中国专利201510726891.3专利技术了一种耐磨铸钢斗齿，提高了斗齿的硬度、塑性、韧性和抗拉强度，并且采用稀土元素变质剂对钢水进行变质处理，使得到的斗齿机械性能及冲击韧性得到提高。中国专利201220065416.8公开了一种新型硬质合金挖掘机斗齿，斗齿结构由齿座和硬质合金齿尖构成。中国专利201310548623.8公开了一种耐磨斗齿，包括齿尖和基体部分，齿尖的材料为合金钢，基体部分的材料为球墨铸铁，齿尖长7～9cm，露出基体部分3cm。每个齿尖都被基体部分大范围的包裹，增加了齿尖与基体部分之间的接触面积，提高了齿尖与基体部分的结合力。中国专利201120385374.1公开了一种新型耐磨斗齿，包括齿体和包裹在齿体表面的合金耐磨层，耐磨层结构为凸台型的硬质合金柱体，可以大幅度提高斗齿的使用寿命和使用性能。中国专利201510726683.3专利技术一种高铬低碳钢耐磨斗齿齿尖，采用电弧炉熔炼钢料，转入精炼炉中调整钢液组分比例后出钢，所得钢液经真空脱气后进行金属型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火的热处理获得成品件。中国专利201510205851.4专利技术一种带有多尺度强化相涂层的耐磨斗齿及等离子熔覆方法，在斗齿表面熔覆多尺度复合强化耐磨涂层，且兼具一定的减摩性能，显著提高斗齿使用寿命。201510300337.9专利技术的一种挖掘机斗齿及其制备方法，耐磨性好、屈服强度高，使用寿命长。201610818001.6专利技术的一种带有网状强化相的挖掘机耐磨斗齿及其制备方法，耐磨涂层效率高、成本低、耐磨性及抗冲击性能优异，适用于多种挖掘机、装载机斗齿的耐磨强化处理。上述公开的提高斗齿耐磨性技术，无论是采用耐磨铸钢，还是硬质合金材料，或采用熔覆耐磨涂层的方法来提高斗齿的耐磨性，虽然可以显著提高斗齿使用寿命，但是斗齿的制造工艺复杂，程序繁琐，生产企业产能被极大的限制；因此需要一种高性能的合金材料来减少后续制造的工艺，同事满足各方面的使用性能，延长斗齿使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上
技术介绍
的不足，提供一种挖掘机斗齿用合金材料及其制备方法，旨在提供一种制备方法具有工艺简单、生产效率高以及投资省的特点，加入钇基重稀土，促进铸态下初生奥氏体和共晶体中的奥氏体向马氏体的转变，使硬度和冲击韧性比铸态下都有大的提高，采用硅钙脱氧剂进行脱氧，深层净化钢水，从而得到更纯净的钢水。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，所述方法包括步骤：炉内废钢为炉的一半容积时，加入钼铁、铬铁及微量硼；废钢熔炼清渣后，加入适当硅铁、锰铁预脱氧，再次出渣，获得钢水；取样化验检测钢水成分达到目标值，加入铝丝脱氧，保持3-5分钟后降低电流，静置后扒渣出炉,其中，所述目标值为测钢水成分中：碳为0.18-0.22％，硅为1.1-1.4％，锰为0.8-1.1％，铬为1.1-1.4％，钼为0.05-0.10％，硼为0.005-0.015％，且硫≤0.015％，磷≤0.025％；其余为铁；钢水倒入中转包，并随流加入0.05％-0.1％钇基重稀土；在中转包内按钢水质量的0.23-0.27％加入硅钙脱氧剂，出炉扒渣，盖保温棉开始浇注，初始浇注温度1560-1580℃，后期浇注温度不得低于1530℃，冷却，获得合金材料。本专利技术的一种实现方式中，所述铝丝的加入量为每炉1.1-1.2Kg。本专利技术的一种实现方式中，所述静置后扒渣出炉的步骤，包括：静置2-10分钟，炉内钢水温度达到1640-1660℃后，扒渣出炉。本专利技术的一种实现方式中，所述在中转包内按钢水质量的0.23-0.27％加入硅钙脱氧剂的步骤，包括：在中转包内按钢水重量的0.25％加入硅钙脱氧剂。本专利技术的一种实现方式中，所述合金材料冷却池水温不大于35℃。本专利技术的一种实现方式中，在冷却步骤之前，所述方法还包括：回火步骤，回火温度：300-350℃。本专利技术的一种实现方式中，浇筑后冷却包括：第一温区和第二温区，所述第一温区的温度为850-860℃，所述第二温区的温度为：910-920℃。本专利技术的一种实现方式中，所述合金材料的组分包括：碳、硅、锰、铬、硫、磷、钼、硼；所述组分的质量百分比如下：碳为0.18-0.22％，硅为1.1-1.4％，锰为0.8-1.1％，铬为1.1-1.4％，钼为0.05-0.10％，硼为0.005-0.015％，且硫≤0.015％，磷≤0.025％；其余为铁。此外，本专利技术还公开了一种挖掘机斗齿用合金材料，所述合金材料的组分包括：碳、硅、锰、铬、硫、磷、钼、硼；所述组分的质量百分比如下：碳为0.18-0.22％，硅为1.1-1.4％，锰为0.8-1.1％，铬为1.1-1.4％，钼为0.05-0.10％，硼为0.005-0.015％，且硫≤0.015％，磷≤0.025％；其余为铁。本专利技术的一种实现方式中，所述组分的质量百分比为：铁为96.1％，碳为0.2％，硅为1.3％，锰为1.0％，铬为1.3％，钼为0.05％，硼为0.01％，硫为0.015％，磷为0.025％。本专利技术的有益效果：加入钇基重稀土，促进铸态下初生奥氏体和共晶体中的奥氏体向马氏体的转变，使硬度和冲击韧性比铸态下都有大的提高，采用硅钙脱氧剂进行脱氧，深层净化钢水，从而得到更纯净的钢水；熔炼过程中加入Mo、B元素，改善性能，细化组织，耐磨性提高15％-20％；采用网带炉进行等温淬火，实现淬火、回火一体化。具体实施方式下面具体实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明：实施例1：一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，所述方法包括步骤：炉内废钢为炉的一半容积时，加入钼铁、铬铁及微量硼；废钢熔炼清渣后，加入适当硅铁、锰铁预脱氧，再次出渣，获得钢水；取样化验检测钢水成分达到目标值，加入铝丝脱氧，保持3分钟后降低电流，静置后扒渣出炉，所述铝丝的加入量为每炉1.1Kg，其中，静置4分钟，炉内钢水温度达到1640-℃后，扒渣出炉,其中，所述目标值为测钢水成分中：碳为0.18-0.22％，硅为1.1-1.4％，锰为0.8-1.1％，铬为1.1-1.4％，钼为0.05-0.10％，硼为0.005-0.015％，且硫≤0.015％，磷≤0.025％；其余为铁；钢水倒入中转包，并随流加入0.05％％钇基重稀土；在中转包内按钢水质量的0.23％加入硅钙脱氧剂，出炉扒渣，盖保温棉开始浇注，初始浇注温度1560℃，后期浇注温度不得低于1530℃，冷却，获得合金材料，其中，所述合金材料冷却池水温不大于35℃。本专利技术的一种实现方式中，在冷却步骤之前，所述方法还包括：回火步骤，回火温度：300℃。本专利技术的一种实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：炉内废钢为炉的一半容积时，加入钼铁、铬铁及微量硼；废钢熔炼清渣后，加入适当硅铁、锰铁预脱氧，再次出渣，获得钢水；取样化验检测钢水成分达到目标值，加入铝丝脱氧，保持3‑5分钟后降低电流，静置后扒渣出炉，其中，所述目标值为测钢水成分中：碳为0.18‑0.22％，硅为1.1‑1.4％，锰为0.8‑1.1％，铬为1.1‑1.4％，钼为0.05‑0.10％，硼为0.005‑0.015％，且硫≤0.015％，磷≤0.025％；其余为铁；钢水倒入中转包，并随流加入0.05％‑0.1％钇基重稀土；在中转包内按钢水质量的0.23‑0.27％加入硅钙脱氧剂，出炉扒渣，盖保温棉开始浇注，初始浇注温度1560‑1580℃，后期浇注温度不得低于1530℃，冷却，获得合金材料。

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：炉内废钢为炉的一半容积时，加入钼铁、铬铁及微量硼；废钢熔炼清渣后，加入适当硅铁、锰铁预脱氧，再次出渣，获得钢水；取样化验检测钢水成分达到目标值，加入铝丝脱氧，保持3-5分钟后降低电流，静置后扒渣出炉，其中，所述目标值为测钢水成分中：碳为0.18-0.22％，硅为1.1-1.4％，锰为0.8-1.1％，铬为1.1-1.4％，钼为0.05-0.10％，硼为0.005-0.015％，且硫≤0.015％，磷≤0.025％；其余为铁；钢水倒入中转包，并随流加入0.05％-0.1％钇基重稀土；在中转包内按钢水质量的0.23-0.27％加入硅钙脱氧剂，出炉扒渣，盖保温棉开始浇注，初始浇注温度1560-1580℃，后期浇注温度不得低于1530℃，冷却，获得合金材料。2.根据权利要求1所述的一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，其特征在于，所述铝丝的加入量为每炉1.1-1.2Kg。3.根据权利要求2所述的一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，其特征在于，所述静置后扒渣出炉的步骤，包括：静置2-10分钟，炉内钢水温度达到1640-1660℃后，扒渣出炉。4.根据权利要求1或3所述的一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，其特征在于，所述在中转包内按钢水质量的0.23-0.27％加入硅钙脱氧剂的步骤，包括：在中转包内按钢水重量的0.25％加入硅钙脱氧剂。5.根据权利要求4所述的一种挖掘机斗齿用合金材料的制备方法，其特征在于，所述合金材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金斌，明章林，胡璇，
申请(专利权)人：宁国东方碾磨材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34