一种矿山斗齿的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种矿山斗齿的制造方法，矿山斗齿成分按重量百分比为：C：0.65~1.0%，Si：0.8~1.2%，Mn：0.75~1.2%，Cr：0.8~1.2%，Mo：0.15~0.25%；W：0.05~0.5%，N：0.01~0.05%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，CrN：0.02~0.1%，WC：0.1~0.8%，余量为Fe；矿山斗齿的制造过程包括砂芯及砂型的制造、钢水熔炼与准备、钢水转包与处理、浇注成形与开箱清理和热处理，制备的矿产斗齿基体为下贝氏体或马氏体，使矿山斗齿保持一定韧性的前提条件下，提高耐磨性能，有利于延长斗齿的使用寿命；向钢水内加入CrN和WC颗粒，在低合金钢内形成CrN和WC的硬质点，分布在矿山斗齿内，硬质点具有较高的硬度，进一步提高矿山斗齿的耐磨性。磨性。磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种矿山斗齿的制造方法


[0001]本专利技术属于斗齿制造方法
，具体涉及一种矿山斗齿的制造方法。

技术介绍

[0002]在矿山开发过程中，需要采用挖掘机对矿石开挖或转运。挖掘机的斗齿直接与矿石接触，斗齿易磨损，并承受一定的冲击负荷。斗齿寿命短，是挖掘机的重要易损件。
[0003]目前，常见的斗齿材质为低合金钢，合金化元素主要包括镍、钛、硼、铬和钼等，通过热处理形成硬度较高的马氏体组织，提高斗齿的耐磨性。如：中国专利技术专利申请公布号CN220273447A公开了一种“挖掘机斗齿及其制造方法”。该挖掘机斗齿的成分重量百分比为：C：0.27
‑
0.36％，Si：1.3
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2.0％，Mn：0.7
‑
1.2％，Cr：1.9
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2.7％，Ni≤0.3％，Mo：0.25
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0.4％，P：≤0.03％，S：≤0.03％，Al：0.01
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0.1％，余量为Fe。采用Cr作为控制材料硬度的主要元素，并辅以Mn元素来控制韧性，其冲击韧性较高且淬透性好。通过利用成本较低的Cr和Mn，使Ni的含量降低，从而降低成本，并且不使用Re、V、Ti、B等金属元素，能够使挖掘机斗齿具有较好的耐磨性能和韧性的同时，金属元素易于提炼，降低生产成本和生产管控的难度。采用低合金钢生产的斗齿在挖掘或转运矿山时，耐磨性差，使用寿命短。

技术实现思路

[0004]为了提高斗齿的耐磨性能，延长斗齿使用寿命，本专利技术提供了一种矿山斗齿的制造方法；为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：一种矿山斗齿的制造方法，所述矿山斗齿成分按重量百分比为：C：0.65~1.0 %，Si：0.8~1.2%，Mn：0.75~1.2%，Cr：0.8~1.2%，Mo：0.15~0.25%；W：0.05~0.5%，N：0.01~0.05%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，CrN：0.02~0.1%，WC：0.1~0.8%，余量为Fe；所述矿山斗齿的制造过程：（1）砂芯及砂型的制造：根据矿山斗齿的尺寸和结构，采用树脂砂造型，分别制备砂型、腔室砂芯和浇注系统砂芯，所述砂型、腔室砂芯和浇注砂芯围合形成矿山斗齿型腔、冒口和浇注系统，所述冒口位于矿山斗齿型腔上方，浇注系统位于矿山斗齿型腔的一侧；在用于围合矿山斗齿腔室的砂型、腔室砂芯侧面上喷刷有CrN悬浮液；所述腔室砂芯为L形砂芯，在所述腔室砂芯内设置有冷却水管组；（2）钢水熔炼与准备：采用中频感应电炉熔炼，将废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁和回炉料按照比列加入，调节成分，使原钢水的成分控制在C：0.65~1.0 %，Si：0.8~1.2%，Mn：0.75~1.2%，Cr：0.8~1.2%，Mo：0.15~0.25%；W：0.05~0.5%，N：≤0.05%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，余量为Fe；（3）钢水转包与处理：原钢水成分合格后，钢水温度1620~1680℃，将中频感应电炉倾倒，使原钢水倒入浇包内，在倾倒过程中随流加入WC；（4）浇注成形与开箱清理：将浇包内的钢水从浇注系统浇注至矿山斗齿型腔和冒口内，冷却水管阀门打开通水冷却，冷却开箱、切除浇注系统和冒口，打磨毛刺；
（5）热处理：热处理包括淬火过程和回火过程；淬火过程：将矿山斗齿在加热炉内加热至820~910℃，保温1~3h；在盐浴中淬火，盐浴的温度265~290℃，淬火时间0.5~2h；回火过程：将矿山斗齿加入回火炉内，加热至120~160℃，保温8~12h；随炉冷却至室温。
[0005]本专利技术矿山斗齿的制造方法的有益效果：（1）将矿山斗齿的材质为低合金钢，通过添加一定量的Cr、Mo以及从回炉料中带入的W等合金化元素，实现合金化，使底合金钢的晶格内形成畸形，提高合金钢的抗拉强度、耐磨性和淬透性；N元素使促进奥氏体形成元素，有利于提高合金钢的淬透；有利于热处理后下贝氏体或马氏体的形成；使矿山斗齿保持一定韧性的前提条件下，提高耐磨性能，有利于延长斗齿的使用寿命；向钢水内加入CrN和WC颗粒，在低合金钢内形成CrN和WC的硬质点，分布在矿山斗齿内，硬质点具有较高的硬度，进一步提高矿山斗齿的耐磨性；（2）采用树脂砂造型，形成矿山斗齿型腔、冒口和浇注系统，通过浇注系统将钢水浇入矿山斗齿型腔内，凝固时，冒口对其进行补缩，冲型和凝固过程中，喷刷在用于围合矿山斗齿腔室的砂型、腔室砂芯侧面上的CrN，冲入或扩散至钢水内，凝固后使矿山斗齿表层内形成CrN硬质点，有利于提高矿山斗齿的表层硬度和耐磨性；在浇注、凝固和热处理过程中，少量的CrN分解，N元素提高矿山斗齿表层的淬透性，有利于矿山斗齿表层基体马氏体的形成；进一步提高硬度和耐磨性；（3）钢水的出炉温度控制在1620~1680℃，通过调节出炉温度，控制浇注温度，在保证钢水流动性满足使用要求的前提条件下，降低钢水的收缩量，有利于减少矿山斗齿的缩松缩孔的产生；WC采用随流方式加入，有利于提高WC在钢水中的均匀度，有利于提高矿山斗齿的整体耐磨性；在腔室砂芯内设置冷却水管组，凝固过程中，冷却水具有调节凝固顺序的作用，提高凝固冷却效率；（4）通过多次试验，将淬火过程在加热炉内的加热温度控制在820~910℃，保温1~3h，使在满足矿山斗齿的基体有珠光体或铁素体转变成奥氏体的前提条件下，防止保温时间过程晶粒粗大和WC、CrN过度分解，减少CrN硬质点和WC硬质点，降低矿山斗齿表层的耐磨性和整体耐磨性；将淬火温度控制在265~290℃，使矿山斗齿形成下贝氏体和少量残余奥氏体，提高矿山斗齿的耐磨性的同时，使矿山斗齿具有一定韧性，减少矿山斗齿工作时断裂；回火温度控制在120~160℃；消除矿山斗齿内热应力，有利于提高矿山斗齿的稳定性。
[0006]进一步地，所述腔室砂芯还包括芯骨和稻草绳；所述芯骨为L形，稻草绳设置在所述腔室砂芯的心部，稻草绳的一端延伸至远离矿山斗齿型腔的腔室砂芯一端；所述冷却水管组包括若干根冷却水管，所述冷却水管沿门形方向延伸，两端分别从远离矿山斗齿型腔的腔室砂芯一端伸出，分别与进水管或回水管连接，若干根冷却水管沿所述腔室砂芯的宽度方向间隔布置。
[0007]有益效果：腔室砂芯内设置芯骨和稻草绳，芯骨为钢筋，为腔室砂芯提供支撑和吊点，防止腔室砂芯转运、使用过程中断芯；稻草绳有利于减轻腔室砂芯重量的同时，稻草绳在腔室砂芯内形成气道，钢水浇注后，腔室砂芯中的树脂分解挥发形成挥发气体，稻草绳为挥发气体提供气道，减少挥发气体渗入钢水中，减少皮下气孔铸造缺陷的形成。
[0008]进一步地，浇注系统包括第一横浇道、第二横浇道、直浇道和若干内浇道；所述第
一横浇道和第二横浇道与矿石斗齿的两平面平行，在第一横浇道和第二横浇道的两端分别设置有集渣包；所述直浇道贯穿第一横浇道的中部，下端与第二横浇道中部连通；内浇道为等腰梯形，内浇道的底边与第一横浇道或第二横浇道的底边连接，若干内浇道沿第一横浇道或第二横浇道长度方向间隔布置；所述冒口包括第一冒口和第二冒口，分别设置在矿山斗齿型腔两端的上方。
[0009]有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿山斗齿的制造方法，其特征在于，所述矿山斗齿成分按重量百分比为：C：0.65~1.0 %，Si：0.8~1.2%，Mn：0.75~1.2%，Cr：0.8~1.2%，Mo：0.15~0.25%；W：0.05~0.5%，N：0.01~0.05%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，CrN：0.02~0.1%，WC：0.1~0.8%，余量为Fe；所述矿山斗齿的制造过程：（1）砂芯及砂型的制造：根据矿山斗齿的尺寸和结构，采用树脂砂造型，分别制备砂型、腔室砂芯和浇注系统砂芯，所述砂型、腔室砂芯和浇注砂芯围合形成矿山斗齿型腔、冒口和浇注系统，所述冒口位于矿山斗齿型腔上方，浇注系统位于矿山斗齿型腔的一侧；在用于围合矿山斗齿腔室的砂型、腔室砂芯侧面上喷刷有CrN悬浮液；所述腔室砂芯为L形砂芯，在所述腔室砂芯内设置有冷却水管组；（2）钢水熔炼与准备：采用中频感应电炉熔炼，将废钢、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁和回炉料按照比列加入，调节成分，使原钢水的成分控制在C：0.65~1.0 %，Si：0.8~1.2%，Mn：0.75~1.2%，Cr：0.8~1.2%，Mo：0.15~0.25%；W：0.05~0.5%，N：≤0.05%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，余量为Fe；（3）钢水转包与处理：原钢水成分合格后，钢水温度1620~1680℃，将中频感应电炉倾倒，使原钢水倒入浇包内，在倾倒过程中随流加入WC；（4）浇注成形与开箱清理：将浇包内的钢水从浇注系统浇注至矿山斗齿型腔和冒口内，冷却水管阀门打开通水冷却，冷却开箱、切除浇注系统和冒口，打磨毛刺；（5）热处理：热处理包括淬火过程和回火过程；淬火过程：将矿山斗齿在加热炉内加热至820~910℃，保温时间1~3h；在盐浴中淬火，盐浴的温度265~290℃，淬火时间0.5~2h；回火过程：将矿山斗齿加入回火炉内，加热至120~160℃，保温8~12h；随炉冷却至室温。2.根据权利要求1所述的矿山斗齿的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷新波，薛振华，位松茂，赵凯，关红建，王连喜，
申请(专利权)人：郑州海特机械有限公司，
类型：发明
国别省市：