一种可调节齿缝的耐磨斗齿及其制造方法技术

一种可调节齿缝的耐磨斗齿及其制造方法，包括合金钢齿尖以及材料为球墨铁、具有等腰梯形状突起部的基体，具体制作步骤如下：合金钢熔炼；造渣、电炉底吹与熔池搅拌；炉外精炼；出炉镇静，浇注成齿尖；齿尖热处理；升温淬火；低温回火处理，出炉空冷，完成齿尖制作；对基体部分的材料进行熔炼；进行球化处理和孕育处理，形成铁液；将加工好的齿尖进行预热处理，固定于模具底部，将铁液浇注入已固定好齿尖的模具中；将铸好的耐磨斗齿在室温下脱模；退火空冷。利用本方法制作出的斗齿具有：高耐磨、高硬度、高韧性、长寿命、低成本并且可调节齿缝间距以适应不同的工作需求的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括合金钢齿尖以及材料为球墨铁、具有等腰梯形状突起部的基体，具体制作步骤如下：合金钢熔炼；造渣、电炉底吹与熔池搅拌；炉外精炼；出炉镇静，浇注成齿尖；齿尖热处理；升温淬火；低温回火处理，出炉空冷，完成齿尖制作；对基体部分的材料进行熔炼；进行球化处理和孕育处理，形成铁液；将加工好的齿尖进行预热处理，固定于模具底部，将铁液浇注入已固定好齿尖的模具中；将铸好的耐磨斗齿在室温下脱模；退火空冷。利用本方法制作出的斗齿具有：高耐磨、高硬度、高韧性、长寿命、低成本并且可调节齿缝间距以适应不同的工作需求的特点。【专利说明】
本专利技术涉及一种挖掘机的斗齿，具体涉及。
技术介绍
斗齿一般装在挖掘机铲斗的前端，为悬梁臂结构，工作时靠齿尖接触物料并转动把物料装入铲斗。斗齿接触物料时要承受物料的冲击作用，装入物料过程中又要承受一定的弯矩作用，斗齿在与物料的接触以及装载过程中必然要发生磨损。当斗齿接触矿石时，矿石的棱角常常切削斗齿表面，导致表面常出现各种变形，造成表面磨损而脱落。使用过程中频繁更换损坏的斗齿必然降低效率，增加设备和人工成本，造成大量的经济损失。目前使用的耐磨斗齿材料主要为高锰钢和各种低合金钢。高锰钢常温下为奥氏体组织，韧性好且在使用中加工硬化作用强。在强烈冲击载荷及高挤压应力下，工件表面可实现α马氏体相变而得到充分强化。但同时，高锰钢起始硬度低，故耐磨性能较差。低合金钢中合金元素含量低，生产成本相对较低，经过合适的热处理后表现出优良的强度和耐磨性能，克服了高锰钢那样必须预先加工硬化才能获得高硬度的缺点，正逐步成为广泛使用的一种耐磨材料。但由于仍然加入一定量的稀有金属，在大量使用时仍会增加使用成本。也有在斗齿中使用不同材料的技术，但不同材料之间的可靠熔合是一个难点。通常由不同材料熔合形成的斗齿难以应对复杂恶劣的工作条件，在大冲击工况中，斗齿常常由于结合强度不够而损坏。并且挖掘机在挖掘不同品质的物料时，往往需要用到不同齿缝间距的斗齿，而现有的挖掘机斗齿的齿缝间距都是固定的，不能满足挖掘工作的需要。因此开发性能高、寿命长、成本低、可调节齿缝的耐磨斗齿对于设备的稳定可靠运行有着重要的意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种可调节齿缝的耐磨斗齿的制造方法，用该种方法生产出来斗齿具有良好的耐磨性、高寿命、低成本并且斗齿之间的齿缝可调节。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案: 一种可调节齿缝的耐磨斗齿的制造方法，包括合金钢齿尖以及材料为球墨铁、具有等腰梯形状突起部的基体，具体步骤如下: (1)合金钢熔炼，将用于制作齿尖的原料进行熔炼； (2)造渣、电炉底吹与熔池搅拌:造渣采用低碳造渣剂，通过置于炉底的喷嘴将Ar吹入炉内熔池，并搅拌钢水进行初炼； (3)炉外精炼:将初炼的钢水在真空、含有惰性气体的容器内进行脱气、脱氧，去除钢水内的夹杂物进行成分微调； (4)钢水出炉温度约为1480-1550°C，钢水镇静约2_3分钟后，将1450°C_1520°C的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖；(5)齿尖热处理:按不高于70V /h在电炉中升温至850-900°C，保温4h，炉冷至室温；按不高于90°C /h升温至800-850 °C，保温3h，齿尖出炉后在50-70 °C水中，淬火至200-2500C ;在电炉中升温至250-300°C进行低温回火处理，保温4h，出炉空冷； (6)使用中频炉对用于生产基体部分的材料进行熔炼，使中频炉快速升温，1.5小时内将炉料完全熔化，保温I小时，进行球化处理和孕育处理，形成铁液； (7)将加工好的齿尖进行预热处理，温度400-500°C，固定于聚苯乙烯模具的底部，齿尖之间留有间隔，将铁液浇注入已固定好齿尖的模具中； (8)将铸好的耐磨斗齿在室温下脱模； (9)将脱模之后的斗齿加热到900-950°C，保温4-5小时，然后以40°C/h的速度冷却到650-700°C，出炉进行空冷。通过上述生产方法，使斗齿材料与基体部分材料更容易结合，保证了齿尖与基体部分的结合强度；通过特定成分和熔炼过程，进一步提高了预先制作的齿尖与由球墨铁形成的基体部分的结合强度。所述合金钢熔炼的具体过程为，在400Kg中频感应电炉中加入废钢，以尽快形成熔池，将NiFe、MnFe直接加到熔化的钢水中，待钢水熔清后加入FeSi，搅动钢水，待炉前成分调整合格后，温度升至1540-1590°C ;加入除Ti和B以外的其它原料，熔炼温度1470-15400C，将TiFe和BFe分断成小块并加热至400°C，置入钢水进行复合处理。齿尖的各成分质量百分比为:B:0.003-0.007%, S≤0.02%, P≤0.03%, V:0.05-0.10%, Nb:0.1%, Ni:0.1-0.25%, Al:0.12-0.15%, Ti:0.15-0.2%, Zn:0.15-0.2%, Nb:0.25-0.4%, C:0.4-0.6%, Mn:1.3-1.8%, Cr:1.5-2.1%，Si:2.2-2.5%，其余为 Fe ;基体的各成分质量百分比为:s ( 0.01%, P ^ 0.01%,Mg:0.04-0.05%, Nb:0.06%, Al:0.12-0.15%, Zn:0.15-0.2%, Ta:0.15%-0.25%, Mn:0.2-0.4%, Cr:0.35-0.45%, Co:0.4^0.6%, Ni:0.5-0.7%,Cu:0.7%, Si:2.1-2.3%, C:3.55-3.65%，其余为 Fe。在齿尖的成分设计中，Si在贝氏体转变过程中具有强烈抑制碳化物析出特点，并稳定和细化奥氏体，增加C、Mn的偏聚，除了提高钢的淬透性、耐磨性以及屈服强度外，还能保持很好的冲击韧性和断裂韧性。Mn、Ni和B均为强增加淬透性元素，可充分提高厚件斗齿淬透性及抗冲击韧性。Mn能够提高合金钢中贝/马氏体含量和降低钢的相变点而使组织细化，但当Mn含量过高时，组织中大部分为板条马氏体，从而导致韧性恶化。在本专利技术中Mn的加入量为1.3-1.8 (wt) %。Ni和C不形成碳化物，能够延缓奥氏体分解转变，对提高淬透性作用很大。另外Ni在提高钢强度同时，还改善其韧性。在本专利技术中Ni的加入量为0.1-0.25 (wt) %。B是表面活性元素，主要存在于奥氏体晶界缺陷处，可细化晶粒结构。微量B可极大提高钢的淬透性，每1份质量的B相当于300份质量的Mo。微量的V可以赋予钢一些特殊机能，如提高抗张强度和屈服点，明显提高钢的高温强度。少量的Nb可使钢的晶粒细化，降低钢的过热敏感性以及回火脆性，改善钢的焊接性能，提高钢的强度和抗蚀性。在基体部分的成份设计中，C是促进石墨化元素，可以增加石墨球数，改善石墨球圆整程度，提高冲击韧性。但含碳量过高也容易造成缺陷，故碳的质量百分比选择在3.55-3.65。胞可以提高珠光体含量，进而提高抗拉强度，但当含量过高时易产生偏析，显著提高韧脆转变温度，降低球墨铁的塑性及韧性，因此，将Mn的质量百分比控制在0.2-0.4。Ta的含量设置在0.15%-0.25%，能够提高钢的质量以及机械性能，能够提高钢的熔点、高温强度以及稳定性。加入Co能够提高和改善钢的高温性能，增加其红本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调节齿缝的耐磨斗齿及其制造方法，其特征在于：包括合金钢齿尖以及材料为球墨铁、具有等腰梯形状突起部的基体，具体步骤如下：（1）合金钢熔炼，将用于制作齿尖的原料进行熔炼；（2）造渣、电炉底吹与熔池搅拌：造渣采用低碳造渣剂，通过置于炉底的喷嘴将Ar吹入炉内熔池，并搅拌钢水进行初炼；（3）炉外精炼：将初炼的钢水在真空、含有惰性气体的容器内进行脱气、脱氧，去除钢水内的夹杂物进行成分微调；（4）钢水出炉温度约为1480‑1550℃，钢水镇静约2‑3分钟后，将1450℃‑1520℃的合金钢钢水浇注于齿尖模具中，浇注成齿尖；（5）齿尖热处理：按不高于70℃/h在电炉中升温至850‑900℃，保温4h，炉冷至室温；按不高于90℃/h升温至800‑850℃，保温3h，齿尖出炉后在50‑70℃水中，淬火至200‑250℃；在电炉中升温至250‑300℃进行低温回火处理，保温4h，出炉空冷；（6）使用中频炉对用于生产基体部分的材料进行熔炼，使中频炉快速升温，1.5小时内将炉料完全熔化，保温1小时，进行球化处理和孕育处理，形成铁液；（7）将加工好的齿尖进行预热处理，温度400‑500℃，固定于聚苯乙烯模具的底部，齿尖之间留有间隔，将铁液浇注入已固定好齿尖的模具中； （8）将铸好的耐磨斗齿在室温下脱模；（9）将脱模之后的斗齿加热到900‑950℃，保温4‑5小时，然后以40℃/h的速度冷却到650‑700℃，出炉进行空冷。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雪明，
申请(专利权)人：宁波宇翔机械铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33