[发明专利]一种双金属耐磨斗齿铸造方法

说明书

 

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及的是一种双金属耐磨斗齿的铸造方法。

背景技术

贝氏体钢C：0.4-0.6%，Si：1.5-2.0%，Mn：1.2-2.0%，Cr：1.5-2.5%，具有很好耐磨性能，但是其韧性不足，经常在耐磨斗齿中会发生斗齿根部断裂现象，影响斗齿的应用。现有的双金属斗齿是采用堆焊的方法。受方法限制，堆焊层很薄，且堆焊的硬质合金造价很高。所以很难应用。一直未在生产实践中使用。而采用铸造的方法难度很大。1，两种材质的选择，要求既能相润湿又能采用同样的热处理工艺而获得相应的组织。2两种材质在铸造过程中的融合如何实现冶金熔合而不是机械结合。3在两相浇注过程中易出现熔渣，很难处理以致两相结合不好。

发明内容

本发明目的是为了解决采用铸造的方法生产双金属斗齿两种材质在铸造过程中的融合不好的问题。

一种双金属耐磨斗齿的铸造方法，其特征是将高韧性低碳钢作为斗齿的根部，把耐磨贝氏体钢作为斗齿的齿尖，用消失模的铸造方法将其铸造在一起，形成根部高韧性齿尖耐磨的斗齿。斗齿齿尖部分采用的贝氏体钢的化学成分质量百分比为：C：0.4-0.6%，Si：1.5-2.0%，Mn：1.2-2.0%，Cr：1.5-2.5%，斗齿根部采用的低碳钢的化学成分质量百分比为：C：0.27-0.33%, Si：0.5-0.8%，Mn：0.8-1.2%，Cr：1.5-2.0%。铸造时首先将贝氏体钢熔化浇注到消失模中，控制其凝固体积分数固相率在0.6-0.9范围内浇注低碳钢，凝固后经过900—1000℃正火，200--300℃回火。

本发明能使低碳钢与贝氏体钢能很好熔合在一起，形成了根部具有很好韧性，齿尖部具有很好耐磨性能的斗齿。

当凝固固相率体积分数小于0.6时，会在过渡层形成冲混层，在热处理后形成一种脆性相，极易折断；大于0.9时，两相不能熔合，出现明显接茬甚至断续连接现象和接不上现象。只有在0.6---0.9时才能很好融合凝固成一体。

本发明经过900—1000℃正火，得到齿尖部贝氏体和齿根部珠光体的组织。齿尖部硬度大于HRC53，耐磨性极佳；而齿根部的冲击韧性ak》80J/cm²，使用寿命达到同类产品的2倍以上，成本不超过同类产品的生产成本。

具体实施方案

实施方案1

将贝氏体钢齿尖部分：C：0.4-0.6%，Si：1.5-2.0%，Mn：1.2-0.2%,Cr：1.5-2.5%按配料配好，将低碳钢斗齿的根部按C：0.27-0.33%，Si：0.5-0.8%，Mn：0.8-1.2%,Cr：1.5-2.0%配料配好，将其熔化，首先将贝氏体钢浇注到消失模中，控制其凝固相体积分数为0.6，然后再浇注低碳钢的钢水，凝固后经过900--1000℃正火，200--300℃回火。检验结果：齿尖硬度为HRC53.5,54,54.2；齿根ak值为85,86,85.5J/cm²。 实施方案2：按方案1的成分进行熔炼，浇注时控制其凝固相体积分数为0.8，然后再浇注低碳钢的钢水，凝固后经过900--1000℃正火，200--300℃回火.检验结果：齿尖硬度为HRC55,56.2,55.8；齿根ak值为89,90,89.5J/cm²。

实施方案3：按方案1的成分进行熔炼，浇注时控制其凝固相体积分数为0.9，然后再浇注低碳钢的钢水，凝固后经过900--1000℃正火，200--300℃回火.检验结果：齿尖硬度为HRC56,56.4,55.2；齿根ak值为80,80.8,81.2J/cm²。