專利名稱：：鏟齒材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種鏟齒材料。
背景技術(shù)：
：鏟齒是工程機(jī)械挖機(jī)的重要基礎(chǔ)配件，因其服役環(huán)境條件的惡劣，要求應(yīng)具備超高強(qiáng)度和韌性，但實(shí)際使用中常發(fā)生因強(qiáng)度、韌性不足斷裂而失效，直接對機(jī)械使用的可靠性、效率產(chǎn)生重大影響。國內(nèi)外目前通用和在研制中的高強(qiáng)韌性鏟齒材料大體有CrMnSi系、CrNiMo系、CrMnSiNiMo系，途徑都是在CrMnSi系列材料的基礎(chǔ)上以單一提高韌性為目的進(jìn)行Mo、Ni元素的調(diào)整、添加。但是鏟齒的實(shí)際工作受力情況屬小能量多次沖擊形式，小能量多次沖擊考核的是構(gòu)件、材料的疲勞強(qiáng)度，因此首先應(yīng)在提高強(qiáng)度的前提下去提高韌性，盡而解決鏟齒的斷裂現(xiàn)象，而非單一解決韌性問題。由于鏟齒要求高強(qiáng)度、高沖擊韌性，其中沖擊韌性近年已被提到首要地位，而目前國內(nèi)外鏟齒所能達(dá)到的沖擊韌性指標(biāo)(akv)均在2025J/cn^之間，而實(shí)際產(chǎn)品市場的要求已高達(dá)30J/cm2以上，鏟齒截面強(qiáng)度不足的主要原因是從表面到心部的硬度梯度過陡，材料淬透性不足，同時鏟齒截面非馬氏體組織過多沖擊韌性下降也是造成斷裂的主要原因之一。因此，現(xiàn)有技術(shù)的鏟齒材料無法在強(qiáng)度和韌性上滿足使用要求，研究具有高強(qiáng)度和高韌性的鏟齒材料成為一種必然的發(fā)展趨勢。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種高強(qiáng)度、高沖擊韌性的鏟齒材料。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種鏟齒材料，由如下重量百分比的組分組成鉻(Cr)1.5%~2.2%，硅(Si)1.0%~1.7%，錳(Mn)0.8%~1.5%，鉬(Mo)0.10%~0.40%，碳(C)0.22%~0.28%，鋁(Al)0.03%~0.07%，余量為鐵(Fe)。作為優(yōu)選，本發(fā)明的一種鏟齒材料，由如下重量百分比的組分組成鉻1.6%~1.8%，硅1.3%1.5%，錳0.9%~1.26%，鉬0.10%0.2%，碳0.23%~0.26%，鋁0.04%~0.06%，余量為鐵。本發(fā)明的高強(qiáng)度、高韌性鏟齒材料主要依據(jù)下述原理(1)組織性能機(jī)理在金屬相變理論中組織與強(qiáng)度、韌性關(guān)系最理想的是位錯馬氏體(又稱板條馬氏體)，而其量的多少直接影響鏟齒的強(qiáng)韌性，在伊齒橫截面的量也直接影響鏟齒的整體強(qiáng)韌性。(2)成份組織機(jī)理金屬材料中各元素正確和合理的量搭配直接影響組織的形成，性能隨之變化。(3)成份原則合金元素的選用和量的確定，依據(jù)單一元素在鋼中真實(shí)破斷強(qiáng)度(Sk)值的最佳含量和抗拉強(qiáng)度(ab)值的最佳含量選用，結(jié)合大型鏟齒最大實(shí)件截面中心部位淬透，硬度(服C)可達(dá)48以上。材料特性鉻(Cr)、錳(Mn)、鉬(Mo)元素總量在3%4%之間，具有高淬透性。含碳(C)量在0.3%以下，在材料淬透的前提下整個鏟齒的橫截面板條馬氏體在90%以上。適量的鉬(Mo)除增加淬透性外，主要目的是消除產(chǎn)品在鑄造冷卻過慢時產(chǎn)生的脆化現(xiàn)象。加入適量的鋁(Al)，主要起到脫氧作用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.本發(fā)明的鏟齒材料，強(qiáng)度和韌性綜合力學(xué)性能比原有的材料有了較大幅度的提高，在一定程度上解決了現(xiàn)有產(chǎn)品在使用中因強(qiáng)度和韌性不足而發(fā)生斷裂的問題，因此提升了產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量水平。2.本發(fā)明的鏟齒材料制備的鏟齒經(jīng)過多次試驗(yàn)，尚無斷裂現(xiàn)象發(fā)生，因此可以滿足市場需要。具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例實(shí)施例本發(fā)明的實(shí)施例伊齒材料樣品制備工藝如下在500kg可控硅中頻感應(yīng)電爐中加入本發(fā)明各組分物料_^融煉上述物料(溫度1650167(TC)_^脫氧、撈渣_^成分分析_加入合金元素調(diào)整成分_脫氧、撈渣_成分化驗(yàn)(成分微調(diào))-澆鑄(澆鑄鋼液溫度1560~1620°C)，澆鑄出楔型試塊和40kg/件伊齒64件。然后對鏟齒工件和楔型試塊進(jìn)行熱處理采用Rx3-45-9箱型電爐進(jìn)行正火和淬火處理，然后采用RJ2-55-6井式電爐進(jìn)行回火處理。上述制備過程大體和本行業(yè)內(nèi)常規(guī)鏟齒材料樣品生產(chǎn)相同。本發(fā)明的鏟齒材料各實(shí)施例的具體組分和組分重量百分比列于表1。表1實(shí)施例各個組分含量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>材料的力學(xué)性能測試用楔型試塊加工出試棒做拉伸和沖擊試驗(yàn)，伊齒實(shí)體做硬度測試和常溫下的沖擊試驗(yàn)，硬度在f產(chǎn)齒實(shí)體橫截面中心部位測試。(1)拉伸試驗(yàn)試棒兩根表2拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)常溫下沖擊試樣三組表3沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)(沖擊韌性值akvJ/cm2)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(上述三組試樣，每組三個試樣，共九個試樣)(3)硬度取橫截面有效厚度為120mm的鏟齒做解剖后測試，中心硬度結(jié)果分別為HRC48\47\48\49\49心部硬度達(dá)到HRC48-52的使用技術(shù)要求。上述性能檢測主要采用CST-50沖擊試樣投影儀進(jìn)行V型缺口檢測；JB300B半自動沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)；We300A拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)；華銀HB3000布氏硬度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行硬度測試(本發(fā)明測試出的布氏硬度，再采用行業(yè)內(nèi)常規(guī)布氏硬度與洛氏硬度換算關(guān)系換算為洛氏硬度，列于上述表2中)。試驗(yàn)方法采用GB228-1987靜拉伸試驗(yàn)方法；GB/T224-1994金屬夏比試驗(yàn)方法和GB/T231.1-2004金屬材料硬度試驗(yàn)方法檢測。通過上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)及加工過程可知本發(fā)明的鏟齒材料的鑄造工藝性良好，鋼水的流動性、收縮開裂傾向均同普通低碳合金鋼；熱處理加熱冷卻變形、開裂傾向小，易于工藝操作。權(quán)利要求1.一種鏟齒材料，其特征在于由如下重量百分比的組分組成鉻1.5％～2.2％，硅1.0％～1.7％，錳0.8％～1.5％，鉬0.10％～0.40％，碳0.22％～0.28％，鋁0.03％～0.07％，余量為鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏟齒材料，其特征在于由如下重量百分比的組分組成鉻1.6%~1.8%，硅1.3%~1.5%，錳0.9%~1.26%，鉬0.10%~0.20/0，碳0.23%~0.26%，鋁0.04%~0.06%，余量為鐵。全文摘要本發(fā)明公開一種鏟齒材料，由如下重量百分比的組分組成鉻1.5％～2.2％，硅1.0％～1.7％，錳0.8％～1.5％，鉬0.10％～0.40％，碳0.22％～0.28％，鋁0.03％～0.07％，余量為鐵。本發(fā)明的鏟齒材料，強(qiáng)度和韌性綜合力學(xué)性能比原有的材料有了較大幅度的提高，在一定程度上解決了現(xiàn)有產(chǎn)品在使用中因強(qiáng)度和韌性不足而發(fā)生斷裂的問題，因此提升了產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量水平。且使用本發(fā)明的鏟齒材料制備的鏟齒經(jīng)過多次試驗(yàn)，尚無斷裂現(xiàn)象發(fā)生，因此可以滿足市場對高強(qiáng)度、高韌性鏟齒的需要。文檔編號E02F9/28GK101525725SQ20091009747公開日2009年9月9日申請日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者王亞偉,韋克文申請人:寧波通達(dá)精密鑄造有限公司