斗齒是挖掘機上的重要零部件，由齒座和齒尖組成，由銷軸連接，斗齒材料為40CrMnSi鋼。挖掘機工作時，齒尖部位首先接觸物料，挖掘物料多為泥土、沙石、混凝土或巖石塊等，由于挖掘速度快，齒尖受到強烈的沖擊和磨損作用。當斗齒切割物料時，在表面產生較高正擠壓應力，并且在斗齒工作面和物料間構成較大的摩擦力。如果物料是巖石或混凝土等堅硬物質，其摩擦力更高。工作中齒反復作業(yè)挖掘，斗齒零部件承受摩擦磨損和沖擊應力，往往形成表面較深的犁溝缺陷，前工作面受力惡劣，其磨損嚴重，挖掘中正壓力和沖擊摩擦磨損應力是斗齒承受的主要應力和造成工件失效的主要力學原因。生產中發(fā)現，某挖掘機機斗齒在工作數日后出現早期失效。
    檢驗發(fā)現，斗齒工作面出現明顯犁溝狀劃痕，尖部出現少量塑性變形，但未見裂紋，前工作面受力惡劣，但厚度最薄，僅4mm，后工作面厚度約為8mm。該斗齒由鑲塊結構構成。硬度檢測發(fā)現，鑲塊和基體硬度差別明顯，鑲塊與基體成分相近，相當于40CrMnSi鋼，其主要成分（質量分數，%）為：0.38C、0.91Cr、0.83Mn、0.92Si。以上檢驗說明，斗齒鑄造后未進行熱處理便投人運行，故其成分相近似而硬度差異大。金相檢驗觀察發(fā)現，基體組織為黑色細片狀托氏體或托氏體與珠光體的混合組織，鑲塊組織由白色塊狀和黑色細片狀組織構成，白色塊狀組織為鐵素體，黑色細片狀組織與基體相同。檢驗基體、鑲塊和對比45鋼試樣的耐磨性，基體耐磨性優(yōu)于鑲塊，由于兩者成分近似，鑲塊主要作用類似冷鐵，使基體組織細化（晶粒較細)，耐磨性增強。鑲塊受鑄造熱影響，生成類似焊接熱影響區(qū)的組織，其耐磨性并不高。如果斗齒鑄造后用中頻淬火爐進行適當熱處理，改善基體與鑲塊組織，將使斗齒的耐磨性和使用壽命明顯提高。
    綜上分析，斗齒鑄造后未經熱處理而使斗齒組織不均，鑲塊硬度低，沒起到強化作用，反而比基體強度、硬度低，并且耐磨性差，斗齒整體強度不足，耐磨性差。在挖掘機惡劣工作條件下，斗齒受強烈沖擊磨損和正壓力摩擦力作用造成早期失效報廢。為此，提出以下工藝改進措施：
    (1)鑄件鑄造成形后，用中頻淬火爐對斗齒件進行正火處理，以改善組織，消除和減輕鑄造缺陷和應力，提高斗齒工作壽命。
    (2)斗齒鑄件進行適當熱處理，以細化組織和改善提高斗齒強度、硬度及耐磨性能。
    斗齒采用上述工藝改進措施后，工件組織和性能明顯提高，斗齒工作壽命提高了近兩倍，應用狀況良好。