[发明专利]一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座

说明书

技术领域

本发明涉及铁基合金的冶炼，特别涉及挖掘部件小型金属件的冶炼，具体涉及冶炼一种高铬高碳钢并铸造成耐磨斗齿齿座。

背景技术

斗齿是挖掘机上的重要部件，是易损件，由齿座和齿尖组成，二者靠销轴连接。齿尖磨损失效的损坏可通过更换解决，但齿座作为齿尖的基座，对硬度、强度和耐磨性的要求更高，以保证工程作业的顺利进行。

目前广泛应用于斗齿的是高锰钢，挖掘高硬度物料时受到高冲击从而产生加工硬化，进而表现出较高的耐磨性，但是因软物料不能使之充分加工硬化，导致耐磨性较差，甚至易发生脆断，故不适合挖掘如煤炭、泥土等的软物料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，以便减少在使用中的磨损，特别是挖掘软物料时的磨损，并承受齿尖带来的受力损害。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高铬高碳钢耐磨斗齿齿座，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金属型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火和高温快冷回火的热处理获得成品件，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，15-19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50-0.70％的Mo，0.30-0.70％的V，0.15-0.35％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0-6.0％的Ni，0.5-1.5％的Cu，0.5-1.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。

进一步地，所述电弧炉熔炼钢料包括在炉底铺设生石灰，加入炼钢生铁，通电起弧熔化至1600-1630℃，1.0-1.5h后扒渣并加入锰铁、钒钛铁矿、白钨砂、生石灰和萤石，15-20min后加入硅铁和碳粉，转入精炼炉中加入铬粉、氧化钼块、镍锭和铜粉，调整钢液组分比例，出钢温度为1590-1610℃。

进一步地，所述钢液在10-12kPa真空氛下脱气，待钢液温度下降至1510-1550℃时在该真空氛内金属型铸造，待铸件780-830℃时开型取件。

进一步地，所述开型取件后的铸件在10-12kPa真空氛中以30-40℃/h升温至1190-1220℃并保温1.0-1.5h，撤去真空条件后用80-90℃的清水淬冷使铸件温度降至350-380℃，将铸件转入150-200℃的油浴中冷却至等温，取出后置铸件于600-650℃待等温后保温1.0-1.5h，再用80-90℃的清水快速冷却使铸件温度降至150-200℃并空冷至室温。

优选地，所述钢液组分按重量百分比包括1.3-1.5％的C，19％的Cr，0.20-0.40％的Mn，0.50％的Mo，0.30％的V，0.15％的Ti，0.40-0.70％的Si，3.0％的Ni，0.5％的Cu，0.5％的W，S控制在0.02％以下，P控制在0.03％以下，余量为Fe。

本发明调整组分比例后的钢液为过共析钢，其中的铬能够提高钢的淬透性及整体耐磨性，是用于配合之后的淬火工艺制作承受负荷、变形小、耐磨性高、红硬性好材料的基础。

扒渣后加入的锰铁能够起到初步脱氧、初步调整组分比例的作用，形成的MnO还可以增加之后加入的硅铁的脱氧能力；加入的钒钛铁矿能通过钒起到增大钢的强度、韧性和耐磨性的作用，并提供强脱氧性的钛，另外钛还具有消除铬在晶界处贫化，提高抗蚀性的作用；钨能够提高钢的耐磨性，并增加之后回火工艺的回火稳定性，钼比钨提高淬透性、回火稳定性的能力更强，并且能够改善钢的耐腐蚀性，在电弧炉加入白钨砂后再在精炼炉中加入氧化钼块，能够更有效地发挥作用。

加入镍锭能够通过镍提高钢的强度、抗机械疲劳性同时避免影响钢的韧性和其他工艺性能，并且提高钢的耐酸、碱、天候的腐蚀，配合使用铜粉能够增加钢的耐候性，扩展斗齿齿座铸件的使用范围、延长寿命。

钢液温度下降会在凝固过程中和凝固后放出溶解气体，使金属产生如气孔的缺陷，降低金属机械性能；钢件在加热过程中，由于与空气相互作用，而使工件表面发生腐蚀；本发明在真空氛下对钢液进行脱气、对铸件进行淬火前加热，可以有效避免上述问题。

本发明淬火前的升温速率能够保证工件心部温度上升至设定温度前，工件表面温度不至于过高而导致奥氏体晶粒粗大，影响下一步马氏体化后铸件的硬度和强度；水淬至350-380℃后转入油中冷却能够有效地防止裂纹的产生；高温快冷回火避免了回火脆性，能够使钢的强度、塑性、韧性的配合较为恰当，以满足斗齿齿座对机械性能的要求。

具体实施方式

实施例1：