[发明专利]农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料加工技术领域，具体的说是一种农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺。

背景技术

我国近几年来在大力推广深松技术的应用，深松作业是少耕、免耕农作的一种重要模式，可以保护土壤，这种耕作方法的核心工作部件是深松铲。深松铲在工作时，会受到严重的磨损和不同负荷的冲击，要求有较高的耐磨性和良好的冲击韧性。为了减小磨损，许多研究者采用对深松铲表面进行特殊热处理，或者在表面采用熔覆及涂层技术，这些方法都在一定程度上提高了材料的耐磨性，但是使用这些技术势必会增加成本和制造难度。另外，有人采用高碳钢、高合金钢或高锰钢来制造深松铲，这些材料都有很好的耐磨性，但高碳钢耐冲击性较差，而且淬透性低，高合金钢耐磨性和耐冲击性相对较好，但成本较高，高锰钢只有在强烈冲击载荷下产生加工硬化，才能发挥潜在的耐磨能力，在一般的冲击载荷下因无法产生加工硬化而表现的非常不耐磨，因此不适应于深松铲制造。目前深松铲存在的问题主要是容易断裂、寿命短，磨损失效快，制造成本高，而无法充分满足使用要求。

为了改善铸钢耐磨性能，中国发明专利CN100999803公开了一种高硼耐磨铸钢，该高硼耐磨铸钢的化学成分及其重量百分比为：C：0.10％～0.50％；B：0.8％～5.0％；Cu：0.3％～0.6％；Mn：0.8％～2.0％； Cr：1.0％～2.5％；Si＜1.5％；Ti：0.08％～0.20％；Ce：0.04％～0.12％； Mg：0.02％～0.18％；N：0.06％～0.18％；S＜0.05％；P＜0.05％；余量为 Fe和不可避免的微量杂质。用钛铁、铈基稀土镁合金和含氮物质对钢水进行复合变质处理，经高温奥氏体化后快速冷却，随后进行低温回火消除应力。该铸钢中含有较多高硬度硼化物，耐磨性较好，但脆性较大，并且加入合金元素较多，材料成本较高。

中国发明专利CN1804091则公开了一种铸造高硼耐磨合金的韧化方法，其特征在于铸造高硼耐磨合金的化学成分是：0.3～0.35wt％C，1～1.5wt％B，0.6～0.8wt％Si，0.8～1.0wt％Mn，S＜0.04wt％，P＜0.04wt％，其余为Fe、Ti和不可避免的杂质元素，其中Ti是由变质剂钛铁带入的；具体制备步骤为：先进行钢液熔炼，钢液熔炼完成并插铝终脱氧后，加入变质剂钛铁合金进行变质处理，待化清扒渣后进行浇注，浇注完成后进行韧化热处理，韧化热处理温度为1020～1050℃，保温时间为2～3小时，然后进行淬火或正火，最后回火；变质剂钛铁合金用量满足：其中钛的用量为铸造高硼耐磨合金的0.75～1.0wt％；钢液加硼采用硼铁合金，硼铁合金在钢液熔炼时加入或者在变质剂钛铁加入之后再加入。经过韧化处理后的砂型铸造高硼耐磨合金的共晶硼化物呈孤立状分布于基体中。10mm×10mm×55mm标准冲击试样的吸收功A_k达12.5J，冲击韧性增强。由于该耐磨合金的基体仍是马氏体，脆性仍较大，另外，加入价格较高的硼铁合金和钛铁变质剂使材料成本增加，同时，变质处理也会增加制造难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种农机深松铲用耐磨铸钢及其热处理工艺，该耐磨铸钢耐磨性高、耐冲击性强，制造成本低。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种农机深松铲用耐磨铸钢，所述耐磨铸钢的化学成分以重量百分比计由下列组份组成：C：0.29-0.34；Si：0.40-0.50；Mn：1.45-1.60；Cr：0.65-0.80；S≤0.020；P≤0.020；余量为Fe及不可避免的杂质。

一种农机深松铲用耐磨铸钢的热处理工艺，采用上述耐磨铸钢制备的深松铲经过铸造、清理、打磨、机加工后用电炉进行热处理，所述热处理工艺包括以下步骤：

步骤一、完全退火：将深松铲于电炉炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到900-920℃时保温3h，随炉冷却到300℃以下出炉空冷；

步骤二、正火：将经过步骤一处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到880-900℃时保温2h，出炉空冷；

步骤三、淬火：将经过步骤二处理后的深松铲再次于炉温≤300℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到860-880℃时保温2h，出炉液冷；

步骤四、回火：将经过步骤三处理后的深松铲再次于炉温≤100℃时装炉，炉温加热速度≤120℃/h，加热到240-260℃时保温3h，出炉空冷。