一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109604562A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201910043047.9(22)申请日2019.01.17(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人李祖来颜哲山泉蒋业华张亚峰(51)Int.Cl.B22D19/02(2006.01)B22F1/00(2006.01)B22F7/04(2006.01)C22C29/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法(57)摘要本发明公开一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，本发明所述方法为将碳化钨颗粒、金属基体粉末、粘结剂和稀土添加剂水浴加热搅拌混合均匀后涂敷在圆台形预置体模具上；待预置体凝固后将其取下加热至300~600度保温20~60min去除粘结剂中部分有机物，然后将预置体放入真空烧结炉中进行高温热处理得到预置体；将制备好的预置体放入型腔中固定，浇铸金属基体金属液后得到矿用耐磨挖掘机斗齿件。本发明通过在矿用耐磨挖掘机斗齿件中加入中空圆台形状碳化钨预置体，在使用较少的陶瓷颗粒的前提下强化了表面更大更深的区域，达到提高斗齿服役寿命的目的，获得具有高耐磨性能的矿用耐磨挖掘机斗齿。CN109604562ACN109604562A权利要求书1/1页1.一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将碳化钨颗粒、金属基体粉末、粘结剂和添加剂水浴加热搅拌混合均匀后涂敷在圆台形预置体模具上；碳化钨颗粒、金属基体粉末、粘结剂和添加剂的质量百分比分别为：22%~43%、54%~76%、0.5%~1%、0.2%~0.5%；所述金属基体为高锰钢、合金钢、高铬铸铁、球墨铸铁中的一种或几种；所述添加剂为Y，Ce，Nd，Dy中的一种或几种；（2）待预置体凝固后将其取下加热至300~600度保温20~60min去除粘结剂中部分有机物，然后将其放入真空烧结炉中进行高温热处理得到预置体；（3）将制备好的预置体放入型腔中固定，浇铸金属基体金属液后得到矿用耐磨挖掘机斗齿件。2.根据权利要求1所述矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，其特征在于：步骤（1）中选用60-400目铸造球形或者不规则碳化钨颗粒。3.根据权利要求1所述矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为水玻璃、石蜡、呋喃树脂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，其特征在于：步骤（2）中预置体形状为中空圆台，底面半径为5~20mm，圆锥角30~60度，厚度1~5mm。5.根据权利要求1所述矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，其特征在于：步骤（2）中高温热处理的条件为：在1260-1380℃保温30-80min冷却至室温。2CN109604562A说明书1/4页一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，属于零件材料技术领域。背景技术[0002]斗齿作为矿山挖掘机械中最关键，也是磨损最为严重的部件之一，其性能影响着整个行业的效率和收益；据统计，现今在我国正投入使用的矿用大型挖掘机在2000-2500台，斗齿磨损失效带来的经济损失在3000万/年以上。研究表明，斗齿的磨损失效主要包括切削和疲劳等机制。当斗齿尖部屈服强度低于矿石时，较大的冲击力会使其产生一定的塑性变形，形成塑性犁沟，反复作用下形成齿尖磨秃现象。若斗齿硬度低于矿石时，矿石碎屑会挤入斗齿侧面产生弯曲的长条切屑。随着磨损行为的反复进行，斗齿产生的塑性变形引起加工硬化，产生形变白层，使得表面脆性增大，容易产生剥落现象，严重时会在斗齿表面产生深浅不一的裂纹，加速零件的失效。此外，大量摩擦产生的潜热会引起切屑温度陡升，导致切屑内部组织结构发生改变和产生局部熔化现象的动态再结晶、回火软化、动态相变等。一般而言，切削机制在斗齿的磨损失效过程中占主导地位，达70％以上；随斗齿硬度的提高，疲劳剥落机制逐渐增加，占20％～30％。[0003]因此，提高材料的硬度和屈服强度，减少或避免形变白层的剥落成为减少斗齿磨损量，提高服役寿命的关键。以往制造斗齿的材料主要有高锰钢，高铬铸铁，低合金马氏体钢等。作为斗齿应用最广的材料，其表层在较大的冲击载荷与应力作用下会产生加工硬化层，但在低冲击环境下表面乏力；高铬铸铁的韧性差，易发生表面开裂，折断的现象。普通单一合金钢已不能满足愈加严酷的矿山工作环境。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种矿用耐磨挖掘机斗齿件的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将碳化钨颗粒、金属基体粉末、粘结剂和添加剂水浴加热搅拌混合均匀后涂敷在圆台形预置体模具上；碳化钨颗粒、金属基体粉末