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一种挖掘机斗齿及制备工艺.pdf

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  • 文档编号:588943
  • 上传时间:2018-02-24
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310567667.5

    申请日:

    2013.11.13

    公开号:

    CN103602908A

    公开日:

    2014.02.26

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/34申请日:20131113|||公开

    IPC分类号:

    C22C38/34; C22C37/10; B22D19/16; E02F9/28

    主分类号:

    C22C38/34

    申请人:

    东南大学

    发明人:

    蒋玉俊

    地址:

    214135 江苏省无锡市菱湖大道99号

    优先权:

    专利代理机构:

    南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249

    代理人:

    贾郡

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    内容摘要

    本发明公开了一种挖掘机斗齿,包括齿座和齿尖两部分分别铸造而成,齿尖并排固定在齿座前端,齿尖之间有间隙,齿尖根部呈圆形,头部呈圆弧形,齿尖从根部到头部厚度慢慢减少,本发明将斗齿分为齿尖和齿座两个部分单独浇铸,由于每个齿尖都被齿座包裹在内,增加了齿尖与齿座之间的接触面积,齿尖与齿座的结合强度大大提高,降低了齿尖脱落的可能,创新的形状使齿尖始终保持锋利,设备挖掘时更省时省力,提高了斗齿的使用寿命,改变斗齿的成分以及制备工艺,使产品具有高耐磨性和耐冲击性。

    权利要求书

    1.  一种挖掘机斗齿,其特征在于:包括齿座和齿尖两部分分别铸造而成,齿尖并排固定在齿座前端,齿尖之间有间隙,齿尖根部呈圆形,头部呈圆弧形,齿尖从根部到头部厚度慢慢减少。

    2.
      根据权利要求1所述的一种挖掘机斗齿,其特征在于:齿尖整体长10-12cm,露出齿座前端3-4cm,齿尖之间间隙为0.5-2cm,圆弧形部位厚度为0.5-1cm。

    3.
      根据权利要求2所述的一种挖掘机斗齿,其特征在于:齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钼:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%,铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤0.03%,其余为铁;齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%,硅:2.1-2.3%,锰:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%,铝:0.12-0.15%,锌:0.15-0.2%,硫:≤0.01%,磷:≤0.01%,其余为铁。

    4.
      根据权利要求3所述的一种挖掘机斗齿,其特征在于:斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.5%,硅:1.9%,锰:1.3%,钼:0.18%,铬:0.5%,硼:0.006%,铼:0.49%,铝:0.03%,硫:0.015%,磷:0.022%,其余为铁;齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.38%,硅:2.2%,锰:0.3%,铬:0.4%,镁:0.045%,铜:0.6%,铝:0.14%,锌:0.18%,硫:0.008%,磷:0.009%,其余为铁。

    5.
      一种制造如权利要求2或3所述的一种挖掘机斗齿的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
    (1)齿尖铸造
    用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钼:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%,铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤0.03%,其余为铁;熔炼温度为1560-1600℃,钢水出炉温度约为1520-1580℃,加入稀土合金搅拌,2-3分钟后将1490℃-1540℃的合金钢钢水浇注于齿尖模具中,浇注成齿尖,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (2)齿尖热处理
    将齿尖按60-90℃/h在电炉中升温至1050-1160℃固溶处理,保温4-5h,炉冷至室温;然后按70-90℃/h升温至620-680℃进行珠光体化处理,保温2-3h,炉冷至室温;再按90-120℃/h升温至960-1040℃固溶处理,保温3-4h,炉冷至室温;齿尖出炉后在 回火炉中升温至260-290℃,保温3-4h,出炉自然冷却到室温;
    (3)齿座铸造
    用中频炉熔炼齿座合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%,硅:2.1-2.3%,锰:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%,铝:0.12-0.15%,锌:0.15-0.2%,硫:≤0.01%,磷:≤0.01%,其余为铁,加热温度为1600-1650℃,然后采用真空精炼炉铸造,将加工好的齿尖加热到400-500℃,固定于树脂模具的底部,将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中,浇注温度为1570-1600℃,缓冷到1240-1260保温1-2h,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (4)齿座退火
    将齿座按90-120℃/h加温到860-900℃保温3-4小时,炉冷到640-700℃保温4-5小时,炉冷到450-480℃出炉自然冷却到室温。

    说明书

    一种挖掘机斗齿及制备工艺
    技术领域
    本发明涉及一种挖掘机的配件,属于挖掘机技术领域,具体涉及一种挖掘机斗齿以及斗齿的制备工艺。
    背景技术
    在建筑工地,挖掘机是经常要用到的一种机器,如果没有挖掘机,全靠人工施工进度将十分缓慢,挖掘机上面的斗齿是工作关键的部件,斗齿在不同的工作环境下工作会受不同程度的磨耗以及撞击,从而逐步丧失功能,斗齿由齿座和齿尖两部分组合而成,从损坏的斗齿可以发现,斗齿与地面接触的面有相当明显的犁沟状痕迹,尖部有塑性变形,有裂纹,因为通常斗齿的磨损失效的部分往往只有齿尖,因此齿尖不仅要有高的强度和耐磨性,也要有足够的塑性和韧性,但是现在的生产工艺和实际情况达不到工作要求,齿尖容易受到损伤。
    发明内容
    为解决上述问题,本发明公开了一种挖掘机斗齿,改变斗齿的结构、成分以及制备工艺,使产品具有高耐磨性和耐冲击性。
    为达到所述目的,本发明的技术方案如下:
    一种挖掘机斗齿,包括齿座和齿尖两部分分别铸造而成,齿尖并排固定在齿座前端,齿尖之间有间隙,齿尖根部呈圆形,头部呈圆弧形,齿尖从根部到头部厚度慢慢减少。
    作为优选,齿尖整体长10-12cm,露出齿座前端3-4cm,齿尖之间间隙为0.5-2cm,圆弧形部位厚度为0.5-1cm。
    作为优选,齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钼:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%,铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤0.03%,其余为铁;齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%,硅:2.1-2.3%,锰:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%,铝:0.12-0.15%,锌:0.15-0.2%,硫:≤0.01%,磷:≤0.01%,其余为铁。
    上述挖掘机斗齿的制备方法,包括以下步骤:
    (1)齿尖铸造
    用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.4-0.6%,硅:1.8-2.0%,锰:1.1-1.4%,钼:0.15-0.2%,铬:0.4-0.6%,硼:0.004-0.008%,铼:0.45-0.54%,铝:0.015-0.035%,硫:≤0.02%,磷:≤0.03%,其余为铁;熔炼温度为1560-1600℃,钢水出炉温度约为1520-1580℃,加入稀土合金搅拌,2-3分钟后将1490℃-1540℃的合金钢钢水浇注于齿尖模具中,浇注成齿尖,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (2)齿尖热处理
    将齿尖按60-90℃/h在电炉中升温至1050-1160℃固溶处理,保温4-5h,炉冷至室温;然后按70-90℃/h升温至620-680℃进行珠光体化处理,保温2-3h,炉冷至室温;再按90-120℃/h升温至960-1040℃固溶处理,保温3-4h,炉冷至室温;齿尖出炉后在回火炉中升温至260-290℃,保温3-4h,出炉自然冷却到室温;
    (3)齿座铸造
    用中频炉熔炼齿座合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.25-3.55%,硅:2.1-2.3%,锰:0.2-0.4%,铬:0.35-0.45%,镁:0.04-0.05%,铜:0.45-0.7%,铝:0.12-0.15%,锌:0.15-0.2%,硫:≤0.01%,磷:≤0.01%,其余为铁,加热温度为1600-1650℃,然后采用真空精炼炉铸造,将加工好的齿尖加热到400-500℃,固定于树脂模具的底部,将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中,浇注温度为1570-1600℃,缓冷到1240-1260保温1-2h,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (4)齿座退火
    将齿座按90-120℃/h加温到860-900℃保温3-4小时,炉冷到640-700℃保温4-5小时,炉冷到450-480℃出炉自然冷却到室温。
    本发明在普通高锰钢的基础上添加了钼、铬、硼、铼、铝等元素,使用了全新的生产方法,提高了斗齿所用合金的耐冲击性和耐磨性,将斗齿齿尖的碳含量控制在0.4%-0.6%,锰含量控制在1.10%-1.40%,主要是为了保证斗齿齿尖的强度;有意添加了0.008%-0.030%的铝,起细化晶粒作用,提高了合金的耐冲击性能,在合金中掺入0.45-0.54%铼能增大硬度,增加耐磨性,通过本发明生产出来的斗齿,使用GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》测试的力学性能为:抗拉强度1605-1685MPa,屈服强度1120-1200MPa,硬度HRC54-57,室温下冲击韧性22-28J/cm2
    本发明的有益效果是:
    本发明将斗齿分为齿尖和齿座两个部分单独浇铸,由于每个齿尖都被齿座包裹在内,增加了齿尖与齿座之间的接触面积,齿尖与齿座的结合强度大大提高,降低了齿尖脱落的可能,创新的形状使齿尖始终保持锋利,设备挖掘时更省时省力,提高了斗齿的使用寿命,改变斗齿的成分以及制备工艺,使产品具有高耐磨性和耐冲击性。
    附图说明
    图1为本发明所述的斗齿的主视图。
    图2为本发明所述的斗齿的左视图。
    图3为本发明所述的斗齿齿尖的放大图。
    附图标记列表:
    1、齿座,2、齿尖,3、齿尖根部,4、齿尖头部。
    具体实施方式
    实施例1
    一种挖掘机斗齿,包括齿座1和齿尖2两部分分别铸造而成,齿尖2并排固定在齿座1前端,齿尖2之间有间隙,齿尖根部3呈圆形,头部4呈圆弧形,齿尖从根部3到头部4厚度慢慢减少,齿尖2头部保持锋利,齿尖2整体长11cm,露出齿座1前端3cm,齿尖2之间间隙为0.8cm,圆弧形部位厚度为0.9cm。
    本实施例所述的斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.5%,硅:1.9%,锰:1.3%,钼:0.18%,铬:0.5%,硼:0.006%,铼:0.49%,铝:0.03%,硫:0.015%,磷:0.022%,其余为铁;齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.38%,硅:2.2%,锰:0.3%,铬:0.4%,镁:0.045%,铜:0.6%,铝:0.14%,锌:0.18%,硫:0.008%,磷:0.009%,其余为铁。
    上述挖掘机斗齿的制备方法,包括以下步骤:
    (1)齿尖铸造
    用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.5%,硅:1.9%,锰:1.3%,钼:0.18%,铬:0.5%,硼:0.006%,铼:0.49%,铝:0.03%,硫:0.015%,磷:0.022%,其余为铁;熔炼温度为1580℃,钢水出炉温度约为1560℃,加入稀土合金搅拌,2分钟后将1520℃的合金钢钢水浇注于齿尖模具中,浇注成齿尖,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (2)齿尖热处理
    将齿尖按80℃/h在电炉中升温至1110℃固溶处理,保温5h,炉冷至室温;然后按80℃/h升温至650℃进行珠光体化处理,保温3h,炉冷至室温;再按100℃/h升温至1010℃固溶处理,保温3h,炉冷至室温;齿尖出炉后在回火炉中升温至270℃,保温4h,出炉自然冷却到室温;
    (3)齿座铸造
    用中频炉熔炼齿座合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.38%,硅:2.2%,锰:0.3%,铬:0.4%,镁:0.045%,铜:0.6%,铝:0.14%,锌:0.18%,硫:0.008%,磷:0.009%,其余为铁,加热温度为1640℃,然后采用真空精炼炉铸造,将加工好的齿尖加热到440℃,固定于树脂模具的底部,将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中,浇注温度为1590℃,缓冷到1250℃保温1h,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (4)齿座退火
    将齿座按100℃/h加温到880℃保温3小时,炉冷到680℃保温4小时,炉冷到460℃出炉自然冷却到室温。
    通过本实施例生产出来的斗齿,其力学性能为:抗拉强度1650MPa,屈服强度1120-1200MPa,硬度HRC54-57,室温下冲击韧性22-28J/cm2
    实施例2
    一种挖掘机斗齿,包括齿座1和齿尖2两部分分别铸造而成,齿尖2并排固定在齿座1前端,齿尖2之间有间隙,齿尖根部3呈圆形,头部4呈圆弧形,齿尖2从根部3到头部4厚度慢慢减少。
    作为优选,齿尖2整体长10cm,露出齿座1前端3cm,齿尖2之间间隙为0.5cm,圆弧形部位厚度为0.5cm。
    本实施例所述的斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.4%,硅:1.8%,锰:1.1%,钼:0.15%,铬:0.4%,硼:0.004%,铼:0.45%,铝:0.015%,硫:0.01%,磷:0.01%,其余为铁;齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.25%,硅:2.1%,锰:0.2%,铬:0.35%,镁:0.04%,铜:0.45%,铝:0.12%,锌:0.15%,硫:0.009%,磷:0.08%,其余为铁。
    上述挖掘机斗齿的制备方法,包括以下步骤:
    (1)齿尖铸造
    用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.4%,硅:1.8%,锰:1.1%,钼:0.15%,铬:0.4%,硼:0.004%,铼:0.45%,铝:0.015%,硫:0.01%,磷:0.01%,其余为铁;熔炼温度为1560℃,钢水出炉温度约为1520℃,加入稀土合金搅拌,2分钟后将1490℃的合金钢钢水浇注于齿尖模具中,浇注成齿尖,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (2)齿尖热处理
    将齿尖按60℃/h在电炉中升温至1050℃固溶处理,保温4h,炉冷至室温;然后按70℃/h升温至620℃进行珠光体化处理,保温2h,炉冷至室温;再按90℃/h升温至960℃固溶处理,保温3h,炉冷至室温;齿尖出炉后在回火炉中升温至260℃,保温3h,出炉自然冷却到室温;
    (3)齿座铸造
    用中频炉熔炼齿座合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.25%,硅:2.1%,锰:0.2%,铬:0.35%,镁:0.04%,铜:0.45%,铝:0.12%,锌:0.15%,硫:0.009%,磷:0.08%,其余为铁,加热温度为1600℃,然后采用真空精炼炉铸造,将加工好的齿尖加热到400℃,固定于树脂模具的底部,将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中,浇注温度为1570℃,缓冷到1240℃保温1h,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (4)齿座退火
    将齿座按90℃/h加温到860℃保温3小时,炉冷到640℃保温4小时,炉冷到450℃出炉自然冷却到室温。
    通过本实施例生产出来的斗齿的力学性能为:屈服强度1120MPa,抗拉强度1605MPa,硬度HRC54,室温下冲击韧性22J/cm2
    实施例3
    一种挖掘机斗齿,包括齿座1和齿尖2两部分分别铸造而成,齿尖2并排固定在齿座1前端,齿尖2之间有间隙,齿尖根部3呈圆形,头部4呈圆弧形,齿尖2从根部3到头部4厚度慢慢减少,齿尖2整体长12cm,露出齿座1前端4cm,齿尖2之间间隙为2cm,圆弧形部位厚度为1cm。
    本实施例所述的斗齿齿尖部分的各成份质量百分比为:碳:0.6%,硅:2.0%,锰:1.4%,钼:0.2%,铬:0.6%,硼:0.008%,铼:0.54%,铝:0.035%,硫:0.02%,磷:0.03%,其余为铁;齿座部分的各成份质量百分比为:碳:3.55%,硅:2.3%,锰:0.4%, 铬:0.45%,镁:0.05%,铜:0.7%,铝:0.15%,锌:0.2%,硫:0.01%,磷:0.01%,其余为铁。
    上述挖掘机斗齿的制备方法,包括以下步骤:
    (1)齿尖铸造
    用感应电炉或转炉熔炼齿尖合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:0.6%,硅:2.0%,锰:1.4%,钼:0.2%,铬:0.6%,硼:0.008%,铼:0.54%,铝:0.035%,硫:0.02%,磷:0.03%,其余为铁;熔炼温度为1600℃,钢水出炉温度约为1580℃,加入稀土合金搅拌,3分钟后将1540℃的合金钢钢水浇注于齿尖模具中,浇注成齿尖,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (2)齿尖热处理
    将齿尖按90℃/h在电炉中升温至1160℃固溶处理,保温5h,炉冷至室温;然后按90℃/h升温至680℃进行珠光体化处理,保温3h,炉冷至室温;再按120℃/h升温至1040℃固溶处理,保温4h,炉冷至室温;齿尖出炉后在回火炉中升温至290℃,保温4h,出炉自然冷却到室温;
    (3)齿座铸造
    用中频炉熔炼齿座合金钢,所述合金钢的各成份质量百分比为:碳:3.55%,硅:2.3%,锰:0.4%,铬:0.45%,镁:0.05%,铜:0.7%,铝:0.15%,锌:0.2%,硫:0.01%,磷:0.01%,其余为铁,加热温度为1650℃,然后采用真空精炼炉铸造,将加工好的齿尖加热到500℃,固定于树脂模具的底部,将钢水浇注入已固定好齿尖的模具中,浇注温度为1600℃,缓冷到1260℃保温2h,将铸件自然冷却到室温后脱模;
    (4)齿座退火
    将齿座按120℃/h加温到900℃保温4小时,炉冷到700℃保温5小时,炉冷到480℃出炉自然冷却到室温。
    通过本发明生产出来的斗齿的力学性能为:抗拉强度1685MPa,屈服强度1200MPa,硬度HRC57,室温下冲击韧性28J/cm2
    本发明所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

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    一种 挖掘机 制备 工艺
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