農機深松鏟用耐磨鑄鋼及其熱處理工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼，所述耐磨鑄鋼的化學成分以重量百分比計由下列組份組成：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；余量為Fe及不可避免的雜質。采用上述耐磨鑄鋼制備的深松鏟經過鑄造、清理、打磨、機加工后用電爐進行熱處理，所述熱處理工藝為①完全退火：在爐溫加熱到900?920℃時保溫3h，隨爐冷卻到300℃以下出爐空冷；②正火：爐溫加熱到880?900℃時保溫2h，出爐空冷；③淬火：爐溫加熱到860?880℃時保溫2h，出爐液冷；④回火：爐溫加熱到240?250℃時保溫3h，出爐空冷。本發明專利技術通過合理的化學成分配比和熱處理工藝，使深松鏟具有較高的硬度和抗拉強度，良好的沖擊韌性，制造成本低廉。

【技術實現步驟摘要】
農機深松鏟用耐磨鑄鋼及其熱處理工藝
本專利技術涉及鋼鐵材料加工
，具體的說是一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼及其熱處理工藝。
技術介紹
我國近幾年來在大力推廣深松技術的應用，深松作業是少耕、免耕農作的一種重要模式，可以保護土壤，這種耕作方法的核心工作部件是深松鏟。深松鏟在工作時，會受到嚴重的磨損和不同負荷的沖擊，要求有較高的耐磨性和良好的沖擊韌性。為了減小磨損，許多研究者采用對深松鏟表面進行特殊熱處理，或者在表面采用熔覆及涂層技術，這些方法都在一定程度上提高了材料的耐磨性，但是使用這些技術勢必會增加成本和制造難度。另外，有人采用高碳鋼、高合金鋼或高錳鋼來制造深松鏟，這些材料都有很好的耐磨性，但高碳鋼耐沖擊性較差，而且淬透性低，高合金鋼耐磨性和耐沖擊性相對較好，但成本較高，高錳鋼只有在強烈沖擊載荷下產生加工硬化，才能發揮潛在的耐磨能力，在一般的沖擊載荷下因無法產生加工硬化而表現的非常不耐磨，因此不適應于深松鏟制造。目前深松鏟存在的問題主要是容易斷裂、壽命短，磨損失效快，制造成本高，而無法充分滿足使用要求。為了改善鑄鋼耐磨性能，中國專利技術專利CN100999803公開了一種高硼耐磨鑄鋼，該高硼耐磨鑄鋼的化學成分及其重量百分比為：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％；余量為Fe和不可避免的微量雜質。用鈦鐵、鈰基稀土鎂合金和含氮物質對鋼水進行復合變質處理，經高溫奧氏體化后快速冷卻，隨后進行低溫回火消除應力。該鑄鋼中含有較多高硬度硼化物，耐磨性較好，但脆性較大，并且加入合金元素較多，材料成本較高。中國專利技術專利CN1804091則公開了一種鑄造高硼耐磨合金的韌化方法，其特征在于鑄造高硼耐磨合金的化學成分是：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％，其余為Fe、Ti和不可避免的雜質元素，其中Ti是由變質劑鈦鐵帶入的；具體制備步驟為：先進行鋼液熔煉，鋼液熔煉完成并插鋁終脫氧后，加入變質劑鈦鐵合金進行變質處理，待化清扒渣后進行澆注，澆注完成后進行韌化熱處理，韌化熱處理溫度為1020～1050℃，保溫時間為2～3小時，然后進行淬火或正火，最后回火；變質劑鈦鐵合金用量滿足：其中鈦的用量為鑄造高硼耐磨合金的0.75～1.0wt％；鋼液加硼采用硼鐵合金，硼鐵合金在鋼液熔煉時加入或者在變質劑鈦鐵加入之后再加入。經過韌化處理后的砂型鑄造高硼耐磨合金的共晶硼化物呈孤立狀分布于基體中。10mm×10mm×55mm標準沖擊試樣的吸收功Ak達12.5J，沖擊韌性增強。由于該耐磨合金的基體仍是馬氏體，脆性仍較大，另外，加入價格較高的硼鐵合金和鈦鐵變質劑使材料成本增加，同時，變質處理也會增加制造難度。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼及其熱處理工藝，該耐磨鑄鋼耐磨性高、耐沖擊性強，制造成本低。為實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案為：一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼，所述耐磨鑄鋼的化學成分以重量百分比計由下列組份組成：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；余量為Fe及不可避免的雜質。一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼的熱處理工藝，采用上述耐磨鑄鋼制備的深松鏟經過鑄造、清理、打磨、機加工后用電爐進行熱處理，所述熱處理工藝包括以下步驟：步驟一、完全退火：將深松鏟于電爐爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到900-920℃時保溫3h，隨爐冷卻到300℃以下出爐空冷；步驟二、正火：將經過步驟一處理后的深松鏟再次于爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到880-900℃時保溫2h，出爐空冷；步驟三、淬火：將經過步驟二處理后的深松鏟再次于爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到860-880℃時保溫2h，出爐液冷；步驟四、回火：將經過步驟三處理后的深松鏟再次于爐溫≤100℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到240-260℃時保溫3h，出爐空冷。優選的，所述步驟三中出爐液冷所使用的液體名稱為：AquaQuench251C，質量百分比濃度為12%，淬火前液體的溫度為30℃以下。本專利技術的有益效果為：（1）本專利技術通過合理的化學成分配比和熱處理工藝，使深松鏟具有較高的硬度和抗拉強度，良好的沖擊韌性，經檢測其抗拉強度(Rm)≥1400MPa、硬度≥48HRC、室溫沖擊韌性(Kv2)≥14J。在作業過程中深松鏟不易出現裂紋、斷裂情況，增加了使用壽命；（2）本專利技術所述的耐磨鑄鋼淬透性較好，在淬火過程中，整個工件能夠整體淬透，表面和中心都具有較高的硬度，不需要再進行表面特殊熱處理，或者表面熔覆、涂層技術以增加表面硬度，熱處理后的產品進行發黑處理或噴漆后就可以直接使用；（3）本專利技術所述的耐磨鑄鋼中不含鎳、鉬、鈷等貴重合金元素，而是采用廉價的硅、錳、鉻等元素，原材料來源豐富，生產成本低廉；（4）利用本專利技術所述的耐磨鑄鋼采用傳統的熔煉和鑄造方法就能制造出深松鏟，本專利技術的熱處理工藝容易實施。具體實施方式下面對本專利技術作進一步詳細的說明。一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼，所述耐磨鑄鋼的化學成分以重量百分比計由下列組份組成：C：0.30；Si：0.45；Mn：1.46；Cr：0.07；S≤0.020；P≤0.020；余量為Fe及不可避免的雜質。一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼的熱處理工藝，采用上述耐磨鑄鋼制備的深松鏟經過鑄造、清理、打磨、機加工后用電爐進行熱處理，所述熱處理工藝包括以下步驟：步驟一、完全退火：將深松鏟于電爐爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到900℃時保溫3h，隨爐冷卻到300℃以下出爐空冷；步驟二、正火：將經過步驟一處理后的深松鏟再次于爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到800℃時保溫2h，出爐空冷；步驟三、淬火：將經過步驟二處理后的深松鏟再次于爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到860℃時保溫2h，出爐液冷，液冷所使用的液體名稱為：AquaQuench251C，質量百分比濃度為12%，淬火前液體的溫度為30℃以下；步驟四、回火：將經過步驟三處理后的深松鏟再次于爐溫≤100℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到250℃時保溫3h，出爐空冷。對利用上述耐磨鑄鋼和熱處理工作所制備的深松鏟進行力學性能檢測：對熱處理后的產品和附鑄試塊隨機抽樣20%件進行力學性能檢測，包括洛氏硬度、室溫沖擊韌性和抗拉強度。洛氏硬度采用Th300Hr150型洛氏硬度計測量，沖擊韌性采用微機控制擺錘沖擊試驗機測量，抗拉強度采用600KN微機控制電液伺服萬能試驗機測量。檢測結果：抗拉強度(Rm)≥1400MPa、硬度≥48HRC、室溫沖擊韌性(Kv2)≥14J。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼，其特征在于：所述耐磨鑄鋼的化學成分以重量百分比計由下列組份組成：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；余量為Fe及不可避免的雜質。

【技術特征摘要】
1.一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼，其特征在于：所述耐磨鑄鋼的化學成分以重量百分比計由下列組份組成：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；余量為Fe及不可避免的雜質。2.一種農機深松鏟用耐磨鑄鋼的熱處理工藝，采用權利要求1所述耐磨鑄鋼制備的深松鏟經過鑄造、清理、打磨、機加工后用電爐進行熱處理，其特征在于：所述熱處理工藝包括以下步驟：步驟一、完全退火：將深松鏟于電爐爐溫≤300℃時裝爐，爐溫加熱速度≤120℃/h，加熱到900-920℃時保溫3h，隨爐冷卻到300℃以下出爐空冷；步驟二、正火：將經過步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉莉，王旭明，祁慶花，秦卓，趙子文，王定軍，高超，牛翰卿，
申請(專利權)人：蘭州蘭石集團有限公司，蘭州蘭石能源裝備工程研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：甘肅,62