[发明专利]一种斗齿用高强韧性低合金耐磨钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别是一种斗齿用高强韧性低合金耐磨钢的制备方法。

背景技术

挖掘机广泛应用于矿山机械、土建工程，水利工程以及市政工程中，而斗齿是挖掘机上的关键易损部件，近年来，随着矿山机械及水利工程的迅速发展，挖掘机的使用量也与日俱增，使得斗齿的消耗量迅速增大。一个大型水利工程或一个中等规模的矿山，一般同时使用十台以上的挖掘机，每年消耗的斗齿高达百万吨，价值在百万元人民币以上。斗齿的主要功能是分离物料和保护铲车前壁，其工况条件十分恶劣。在接触物料时，物料的快速运动使得斗齿受到强大的冲击作用，斗齿尖部受到物料强大的冲击滑动而磨损,通常出现各种犁沟、变形等，表面很容易由于磨损而脱落，所以斗齿的寿命往往很短，消耗量巨大。与此同时，因设备损坏停机、停产而造成的间接经济损失更是巨大的和无法统计的，由此可见，在保证挖掘机斗齿硬度的前提下提高其冲击韧性，对提高斗齿的寿命、降低成本和提高产品质量具有重要的经济意义。

发明内容

本发明提供了一种斗齿用高强韧性低合金耐磨钢的制备方法，要求其韧性好，硬度较高，综合性能优异，使用寿命长，且合金元素配比较低，具有较高的性价比。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种斗齿用高强韧性低合金耐磨钢的制备方法，包括熔炼工艺和热处理工艺，其中，所述熔炼工艺包括以下步骤：

S11.准备好炼钢用生铁、废钢、铬铁、钼铁、铜、硅铁、锰铁、铬铁和稀土元素，控制钢的组成及其质量分数为：C:0.35-0.45%、Si:1.20-1.60%、Mn:1.00-1.40%、Cr:0.70-0.90%、Mo:0.15-0.25%、Cu:0.40-0.60%、Re:0.05-0.10%、P：0-0.025%、S：0-0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质；

S12.用酸性感应炉熔炼合金，金属炉料包括炼钢用生铁、废钢、钼铁和铜，将金属炉料熔炼成钢水，熔炼温度为1550-1590℃；

S13.在浇包内放入硅铁、锰铁、铬铁和稀土元素，然后将熔炼好的钢水浇入浇包中，浇注温度为1480-1500℃。

S14.待铸件冷却到900-1000℃时，开箱落砂，进行空冷。

更进一步的，所述热处理工艺包括以下步骤：

S21.将铸件升温至860-880℃进行奥氏体化；

S22.放入235-290℃的盐浴炉中淬火；

S23.从盐浴炉中取出立即转入320-400℃的盐浴炉中进行碳配分；

S24.放入290-350℃保温炉中进行贝氏体等温转变，转变时间30-90min，最后取出空冷至室温。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进和选择。

优选的，所述步骤S21中，进行奥氏体化时升温速率<10℃/min。

优选的，所述步骤S22中，在盐浴炉中淬火，保温时间为1-5min。

优选的，所述步骤S23中，在盐浴炉中进行碳配分，保温时间为1-10min。

在本发明熔炼过程中所采用的化学成分，碳元素是影响铸钢强度、硬度、韧性及淬透性、耐磨性的至关重要的元素，其经热处理后形成的马氏体硬度高，淬透性号，耐磨性佳，获得的渗碳体Fe₃C是钢的主要强化相之一；钼元素具有较强的碳化物形成能力，使较低含碳量的合金钢也具有较高的硬度，且钼能够阻止奥氏体化的晶粒粗大，造成C曲线的右移，减小了过冷度，极大的提高了淬透性；铜元素，除了可提高钢的淬透性外，还可以改善钢的耐腐蚀性。