[发明专利]一种大型挖掘机铲齿用铸钢件及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种大型挖掘机铲齿用铸钢件及其制备工艺，所述大型挖掘机铲齿用铸钢件的化学成分按重量百分比包括：C：0.21‑0.48％、Si：0.62‑1.04％、Mn：0.85‑1.49％、Cr：0.34‑1.05％、Ni：0.12‑1.27％、Cu：0.08‑1.18％、Mo：0.09‑0.38％、V：0.03‑0.27％、S：≤0.04％、P：≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明提出的一种大型挖掘机铲齿用铸钢件及其制备工艺，所述铸钢件同时具备高冲击韧性和高硬度的特性，有效适配铲齿频繁在高冲击、高磨损、高硬度环境下的工作要求，从而大大提高了铲齿的使用寿命。

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种大型挖掘机铲齿用铸钢件及其制备工艺。

背景技术

大型挖掘机的应用使得露天矿挖掘作业效率显著提高。铲齿是挖掘机的主要磨损件，主要失效形式为断裂和物料磨损。铲齿的服役工况非常恶劣，工作时齿尖部位首先接触物料表面，此时速度较快，铲齿受到较强烈冲击。当铲齿切割物料时，在铲齿工作面和物料之间产生较大的摩擦力，发生不同程度的表面磨损。大型挖掘机铲齿较多的使用高锰钢材质，近年来低铬合金耐磨钢、中碳中合金贝氏体钢及堆焊耐磨层等应用于改善铲齿的抗磨性能，针对挖掘机作业特点，对铲齿的结构优化也有研究。

目前，我国大型矿山特别是露天矿的大型装载机使用量不断增加，铲齿作为大型装载机主要的磨耗件之一，消耗量很大，每年都有相当数量的铲齿需要进口。因此，开发铲齿新材料，实现国产化，减少磨损而造成的经济损失，具有重要的意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种大型挖掘机铲齿用铸钢件及其制备工艺，所述铸钢件同时具备高冲击韧性和高硬度的特性，可有效适配铲齿频繁在高冲击、高磨损、高硬度环境下工作要求，从而大大提高了铲齿的使用寿命。

本发明提出的一种大型挖掘机铲齿用铸钢件，其化学成分按重量百分比包括：

C：0.21-0.48％、Si：0.62-1.04％、Mn：0.85-1.49％、Cr：0.34-1.05％、Ni：0.12-1.27％、Cu：0.08-1.18％、Mo：0.09-0.38％、V：0.03-0.27％、S：≤0.04％、P：≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明中，各元素含量控制的机理及作用如下：

C可以用于增加铸钢件的强度和硬度，并且C是有效提高淬透性的元素；本发明中，当C的含量超过0.48％时存在韧性劣化的问题，因此为了确保上述效果，C的重量百分含量限定为0.21-0.48％；

Si是通过脱氧和固溶强化来有效提高铸钢件强度的元素，在碳含量较低的情况下，Si可显著降低铸钢件的临界冷却速度，使最终产物形成细化的马氏体组织；本发明中，为了获得上述效果，Si的重量百分含量限定为0.62-1.04％；

Mn是抑制铁素体形成并可以有效增加淬火性能和提高铸钢件强度和韧性的元素；本发明中，Mn含量若太高，会增加钢的回火脆性，为了确保上述效果，Mn的重量百分含量限定为0.85-1.49％；

Cr是增加淬火性能以增加铸钢件强度并且有利于确保硬度的元素；本发明中，为了获得上述效果，Cr的重量百分含量限定为0.34-1.05％；

Ni是有效提高铸钢件韧性以及强度的元素；本发明中，为了获得上述效果，Ni的重量百分含量限定为0.12-1.27％；

Cu是能够与Ni一起增加铸钢件强度和韧性的元素，且与Ni结合时，淬透性更优；本发明中，为了获得上述效果，Cu的重量百分含量限定为0.08-1.18％；

Mo是增加铸钢件淬火性能并且是对于提高铸钢件硬度特别有效的元素，在调质态低合金耐磨钢中，Mo还能细化晶粒，同时增加抗腐蚀能力；本发明中，为了获得上述效果，Mo的重量百分含量限定为0.09-0.38％；