[发明专利]一种挖掘机斗齿及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种斗齿，尤其涉及一种挖掘机斗齿及其制备方法，属于金属材料领域。

背景技术

斗齿属于挖掘机零配件，一般装在挖掘机铲斗前端，广泛应用于矿山、冶金、电力、建材、水泥、机械等行业，直接与砂、土、岩石、矿物等接触，在接触物料时，既承受冲击作用，又承受弯曲作用。工作过程中，斗齿尖部受到较大的冲击滑动磨粒磨损，尖部表面常出现各式犁沟、变形，造成表面磨损。影响挖掘机斗齿寿命的因素很多，除了矿石结构。软硬程度、爆破情况，以及使用单位对挖掘机的维修与保养和司机的操作水平外，还有斗齿的结构和形状的影响，挖掘机斗齿的材料及其制备方法中的热处理的影响。

理想的挖掘机斗齿材料表面应具有高硬度、高耐磨性，基体应具有较好的机械性能、高韧性，从而延长使用寿命长等特点，这是单一的材料难以同时达到的要求。现有技术中的斗齿一般采用耐磨钢，例如Robert Hadfield发明的Hadfield钢，其耐磨性和韧性较好，但是其冲击韧性偏低，在挖掘机工作过程中，斗齿表面容易造成大块脱落，甚至易发生脆断。此外，高锰钢一般被认为只有在高冲击或强凿削的磨损条件下，表面才能有效地产生加工硬化层，表现出较高的耐磨性，否则它甚至比不上一般钢的耐磨性。且，锰含量较高，因此，其成本较高、能耗较大。

针对上述问题，现有技术中的中国专利申请(公开号为CN102978531A)公开了一种挖掘机斗齿，其化学成分为C：0.26％-0.29％，Mn：1.30％-1.50％，Si：1.20％-1.40％，Cr：1.40％-1.60％，Mo：0.15％-0.25％，N：0.20％-0.30％，余量为Fe以及不可避免的杂质，以及其制备方法：铸造工序和热处理工序，该斗齿机械性能有了一定的提高，能满足一般挖掘机工作环境的需求。但相关工作人员仍致力于研究机械性能更好，使用寿命更长，生产成本更低的挖掘机斗齿。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提出了一种机械性能好，使用寿命长，生产成本低的挖掘机斗齿。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种挖掘机斗齿，所述挖掘机斗齿的组成成分及质量百分比为：C：0.25％-0.29％，Mn：1.10％-1.40％，Si：1.50％-1.90％，Cr：1.40％-1.70％，Al：0.02％-0.06％，Mo：0.10％-0.15％，余量为Fe以及不可避免的杂质。

相对于现有技术，本发明的斗齿通过添加Al元素，除去了Ni元素，以及优化C、Si、Cr等成分的配比，尤其是提高了Si含量和Cr含量，使斗齿的配方更加合理，使斗齿中各元素产生协同作用，显著提高斗齿的机械性能，尤其是耐磨性和冲击韧性，从而达到延长寿命的目的。

在上述的挖掘机斗齿中，所述杂质中，S元素的质量百分比小于等于0.30％，P元素的质量百分比小于等于0.030％。

本发明的挖掘机斗齿中碳含量为0.25％-0.29％。C元素作为合金钢的基本元素，在挖掘机斗齿中可与铁、铬形成稳定的(Cr，Fe)₇C₃型碳化物，也可与Fe、Mn形成碳化物，提高挖掘机斗齿的硬度、塑性及其韧性，同时又可保证足够的耐磨性和耐温性。当C含量低于0.25％时，碳化物变少，耐磨性不好。而当C含量超过0.29％时，挖掘机斗齿的机械强度尤其是斗齿的塑性和冲击韧性显著变差，还会降低的耐大气腐蚀能力，在露天场所容易锈蚀。因此将本发明挖掘机斗齿中的碳元素的质量百分比控制在0.25％-0.29％，可使碳与其他元素产生协同作用，且随着含碳量的增加，斗齿的屈服点和抗拉强度升高，从而使本发明中的斗齿具有较好的综合性能。