[发明专利]一种高强度采煤机摇臂壳体铸钢材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高强度采煤机摇臂壳体铸钢材料，由以下质量百分数的成分组成：C 0.22％～0.28％，Si 0.4％～0.6％，Mn 1.2％～1.5％，Cr 0.4％～0.6％，Ni 0.6％～0.8％，Mo 0.2％～0.3％，V 0.05％～0.10％，Nb 0.03％～0.06％，P小于0.02％，S小于0.015％，余量为Fe；本发明还公开了一种高强度采煤机摇臂壳体铸钢材料的制备工艺，采用LF精炼得铸钢坯体后进行热处理。本发明通过调节各成分的组成及含量，使碳钢材料具有高强度、良好的塑韧性和焊接性能，适用于采煤机摇臂壳体；本发明采用LF精炼结合热处理，有效提高组织均匀性，消除铸造应力。

技术领域

本发明属于铸钢材料技术领域，具体涉及一种高强度采煤机摇臂壳体铸钢材料及其制备工艺。

背景技术

采煤机摇臂是采煤机截割煤炭的关键部件，其质量的可靠性直接影响整个机组的工作效率。采煤机摇臂故障主要是摇臂壳体磨损、安装孔变形磨损及齿轮轴承损坏。摇臂体积大、自身重量大、承载力大，从近几年大采高采煤机摇臂壳体矿方反馈和摇臂大修情况得知，摇臂壳体强度不足，不耐磨是导致摇臂连接孔、安装孔变形从而引起摇臂壳体可靠性降低的主要因素。摇臂壳体的结构复杂，壁厚不均匀，目前国内外均采用铸钢材料制备摇臂壳体。对铸钢件，需要对铸后气孔微裂纹等缺陷进行焊接，而壳体内腔设置水道及水道盖板等也少不了焊接工序，因此，摇臂壳体不仅要有较高的强度，一定的耐磨性，同时较好的焊接性能也是必须的。因此，研究制造一种低碳合金钢材料是较好的选择途径，尤其是精选一种能够通过调质提高强度的低碳合金铸钢，使其在保证足够强度的条件下，具有一定塑韧性及良好的焊接性能是我们研究的主要目标。

目前，国内摇臂使用的材料大部分是传统的ZG25Mn，ZG25Mn2等，虽然有报道研制了具有较高强度的合金铸钢材料，其抗拉强度最高可达850MPa～900MPa，屈服强度可达700MPa～750MPa，但仍然不能满足更高煤层或更薄煤层采掘的使用性能要求，而且，报道的合金铸钢成分焊接碳当量已超过0.8％，焊接性能太差，不足以满足高端采煤机生产要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高强度采煤机摇臂壳体铸钢材料。该铸钢材料利用多元合金元素的综合作用，通过调节碳钢材料中各成分的组成及含量，使得碳钢材料的强度大大提高，并具有良好的塑韧性，同时改善了碳钢材料的焊接性能，满足了大采高及薄煤层采煤机摇臂壳体的性能需求。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种高强度采煤机摇臂壳体铸钢材料，其特征在于，由以下质量百分数的成分组成：C0.22％～0.28％，Si 0.4％～0.6％，Mn 1.2％～1.5％，Cr 0.4％～0.6％，Ni0.6％～0.8％，Mo 0.2％～0.3％，V 0.05％～0.10％，Nb 0.03％～0.06％，P小于0.02％，S小于0.015％，余量为Fe；所述铸钢材料的抗拉强度大于900MPa，屈服强度大于750MPa，延伸率大于14％，断面收缩率大于30％，冲击韧性大于35J/cm²。