[发明专利]一种用于挖沙斗的高锰钢热处理工艺

说明书

为解决现有挖沙斗材料焊接性能差的问题，本发明提出一种用于挖沙斗的高锰钢热处理工艺，包括S100：正火，将高锰钢加热至910℃～930℃，然后保温后冷却；S200：淬火，将经过正火后的高锰钢加热至950℃～1050℃，然后保温后冷却；S300：第一次回火，将经过淬火后的高锰钢加热至630℃～650℃，然后保温后冷却；S300：第一次回火，将经过淬火后的高锰钢加热至380℃～410℃，然后保温后冷却。经过上述热处理后，本申请中的高锰钢内合金化元素能够充分作用，解决了现有挖沙斗材料焊接性能差的问题，获得强度、硬度、抗冲击韧性、耐磨性、耐腐蚀性及焊接性能好的高锰钢材料。

技术领域

本发明涉及到挖沙斗铸造技术领域，特别涉及到一种用于挖沙斗的高锰钢热处理工艺。

背景技术

挖沙斗是挖沙船用配件,也称为斗子、料斗、挖勺，包括底板、耳板和连接板，其中底板两侧均连接有耳板，底板后端与连接板相连，并且连接板两侧与耳板连接，如此底板、耳板和连接板构成了挖沙斗；其用于挖据河床或海床的沙粒，应用环境恶劣。例如在挖掘物料时会碰到非常坚硬的东西，此时挖沙斗需承受巨大的冲击力；同时在河床或海床的床底具有大量腐蚀性物品，又导致挖沙斗具有极高的耐腐蚀性；为了降低挖沙斗的维修次数，提升挖沙效率，需要挖沙斗具有较高的耐磨性。

现有技术中挖沙斗底板选择高锰钢，其材质的元素含量质量百分比为：C：0.52—0.73％，Mn：2.0—2.50％，Cr：0.35—0.85％，Ni：0.63—0.89％，余量为Fe；为了提高材料的硬度和耐磨性，提高了材料中的锰含量；但锰含量过高，会导致耐腐蚀性低，使用中又增加了材料中铬和镍的含量，以提高材料的耐腐蚀性能；如此，该材料应用广泛，受到客户好评；实际使用中为了降低成本，常通过焊接的方式将三者组成挖沙斗；使用时却因为材料中锰含量过高，促使材料内的铁素体晶粒粗大，经测试晶粒为3号，因而会导致对淬火过热的敏感性增加，其焊接性能变差，容易产生应力集中，焊缝处的内应力大，受到冲击时容易产生脆性断裂，提高挖沙成本，故如何提高上述材料的焊接性能，是本领域技术人员所亟需解决的问题。

中国专利文献CN201110249863.9提供了一种耐磨抗腐蚀高锰钢的热处理工序，但该文献中锰含量仅为12％～14％，其对材料内晶粒的增大程度远低于上述用于挖沙斗的高锰钢材料，其次该文献中高猛钢用于双辊破碎机的破碎齿，其外形尺寸远低于挖沙斗，并且破碎齿结构简单，若借用文献CN201110249863.9中的热处理工序，同样达不到改善本申请中高锰钢材料组织的晶粒，不能提高其焊接性能。

发明内容

基于用于挖沙斗的高锰钢材料，其成分为：C：0.52—0.73％，Mn：2.0—2.50％，Cr：0.35—0.85％，Ni：0.63—0.89％，余量为Fe；为了提高上述材料的焊接性能，本发明提出一种用于挖沙斗的高锰钢热处理工艺，其目的在于提高材料的焊接性能，降低挖沙成本。

本发明提出的技术方案是：一种用于挖沙斗的高锰钢热处理工艺，包括以下步骤：

S100：正火，经试验，上述材料奥氏体化的临界温度线约为890℃，在本步骤中将高锰钢加热至910℃～930℃，若温度过低，难以将材料内的铁素体全部转化为奥氏体，若温度过高，则增加能源消耗，提高了热处理成本；然后保温80min～100min，让材料内组织更加均匀，保温后让材料出炉空冷至常温，如此确保高锰钢通过正火后得到铁素体和珠光体；

S200：淬火，将经过正火后的高锰钢加热至950℃～1050℃，若温度过低，同样不能将材料内的组织全部转化为奥氏体，温度过高，则增加能源消耗，提高了热处理成本；然后保温200min～240min，保温时间过短，奥氏体均匀度低，影响焊接性能，若保温时间过长，奥氏体组织增大，同样会影响焊接性能；保温后让高锰钢在熔盐中冷却，冷却速度均匀，能够得到较好的下贝氏体组织；