[发明专利]一种斗齿及其制造方法

说明书

技术领域

    本发明涉及挖掘机的斗齿，属于机械设备技术领域，具体涉及一种斗齿及其制造方法。

背景技术

斗齿一般装在挖掘机挖斗的前端，在工作时直接与岩石、矿石等物料接触，当斗齿切割物料时，斗齿与物料发生相对运动，在表面产生很大的正挤压力，从而在斗齿工作面和物料之间产生较大的摩擦力，斗齿要承受冲击作用，在挖掘时，又要承受弯矩作用，由于长时间承受较大的冲击，斗齿表面产生不同程度的磨损，进而产生深度较大的犁沟，导致变形、脱落，现在挖掘机广泛应用于建筑工地、开山挖矿，数量多，其中斗齿是易损件，每年更换的数量庞大，价值无法估量，所以设计出一种耐磨斗齿，提高斗齿的使用寿命，意义重大。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种斗齿及其制造方法，具有良好的耐磨性和高寿命，工作环境适应范围大，制造成本低。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种斗齿，包括齿头和齿座，其中齿头按照质量百分比由以下成分组成：C：0.24-0.30%，Si：1.2-1.5%，Mn：0.8-1.2%，V：0.05-0.10%，Nb：0.25-0.5%，Ti：0.15-0.2%，Ni：0.2-0.35%，Al：0.12-0.15%，Zn：0.15-0.2%，B：0.003-0.007%，Mo：0.3-0.55%，Cr：1.5-2.1%，S：≤0.025%，P：≤0.025%，Sn：≤0.020%， Sb：≤0.010%，Pb：≤0.010%，其余为Fe，齿座按照质量百分比由以下成分组成：C：3.2-3.6%，Si：2.1-2.3%，Mn：0.2-0.4%，Cr：0.35-0.45%，Nb： 0.06-0.1%，Ni：0.5-0.7%，Ti：0.04-0.05%，Sn：0.01-0.02%，Cu：0.7-0.95%，Al：0.12-0.15%，As：0.01-0.03%，Zn：0.15-0.2%，P：≤0.01%，S：≤0.01%，其余为Fe。

一种斗齿的制造方法，包括如下步骤：

（1）齿头冶炼浇铸

按照质量百分比配比将齿头炼钢原料用中频感应电炉冶炼，钢液造渣采用碎玻璃为造渣剂，炉内脱氧采用加入低碳MnFe和SiFe进行脱氧，熔炼温度为1620-1650℃，出钢温度为1590-1620℃，出钢到钢包中，终脱氧使用铝丝，在浇铸前浇铸试块，浇铸温度为1500-1540℃，将钢水倒入齿头模具，冷却到1230±10℃时控制温度2-3小时，使碳化物析出，缓冷到室温脱模；

（2）齿头调质处理

先进行淬火，工件放入淬火炉以90-100℃/h将温度提升到900-920℃，保温2-3小时，取出工件油淬，淬火结束后放入回火炉进行回火，以60-80℃/h将温度提升到280-300℃保温3-4小时，取出工件空冷；

（3）齿座冶炼

按照质量百分比配比将齿座的炼钢原料用中频感应电炉冶炼，以110-120℃/h将温度提升到1520-1560℃，待炉料完全熔化后保温1-2小时，脱硫形成钢水；

（4）浇铸

将加工好的齿头预热到温度300-500℃，固定到树脂模具的底部，齿头之间间隔为12-20mm，将铁水浇铸入已固定好的模具中；将铸好的耐磨斗齿在室温下脱模；

（5）退火

将加工结束后的齿座加温到920-940℃，保温3-4小时，以＜30℃/h速度冷却到600-650℃出炉空冷。

本发明所述的斗齿包括齿头与齿座，齿头为长方体，长12-20cm，多个齿头平行嵌在齿座前部，齿头露出齿座8-15cm，齿头间距12-20mm。

本发明所述斗齿齿头用材主要为低合金耐磨钢，与普通的高锰钢相比，低合金耐磨钢适用挖掘的范围大，合金元素含量低，生产成本低，而且使用时间长。

由于斗齿齿座厚度不均匀，浇铸温度直接影响铸件的成型和内在质量，温度过高容易粘砂，并且产生缩孔，经过多次试验，浇铸温度最终定为1520-1560℃。

本发明将斗齿分为齿头和齿座两个部分，齿座使用普通原料，齿头面积小，成分内加入了稀有金属，具有高耐磨性和高硬度，齿座面积大，降低稀有金属的使用量从而降低了生产成本，通过不断改进制造方法，最终确定的本发明的制造方法，使齿头与齿座部分材料更易于熔合，保证了齿尖与基体部分的结合强度，从而在提供一种高耐磨、高硬度、高韧性的长寿命齿头的同时，有能够保证齿座抗冲击的性能加大，而且大幅降低了斗齿的生产成本，由于每个齿头镶嵌在齿座内，提高了齿头与齿座的结合力同时，仍然保持了很高的力学性能。