一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料及其製備方法

2023-10-10 12:42:49 2

一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料及其製備方法
【專利摘要】一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、矽0.4-0.6、錳3.5-3.8、鉻5.5-5.7、Gd0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。本發明通過使用鉻、矽以及稀土元素釓等元素，通過分次投放原料，合理控制鑄後熱處理溫度，形成的合金具有高的硬度、強度、耐磨性，耐衝擊、耐腐蝕的特點，且成本較低；使用部分廢鐵作為原料，並經過二次精煉，使品質更穩定均一。本發明合金鋼用於挖掘機迴轉支承環軌，使用壽命增長20%。本發明精煉劑用於鑄造生產，鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。
【專利說明】一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料製備領域，尤其涉及一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]泵閥工作的環境多樣，惡劣，對材質的要求很高，目前泵閥用的合金鋼有多種多樣，技術有很大進步，但是仍有很多問題存在，如耐磨性、硬度、防鏽性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性等，在很多場合還不能滿足生產的要求，還需要進一步改進，以提高生產效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術發展提供保障，為社會發展提供動力，任務還很艱巨。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於提供一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料及其製備方法，該合金材料具有韌性好、高硬度、耐磨性好、耐腐蝕的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、矽 0.4-0.6、錳 3.5-3.8、鉻 5.5-5.7、Gd0.04-0.07、S ≤0.05、P^0.05、餘量為鐵。
[0005]所述的挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料的生產方法，其特徵在於:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:0.5-2比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、採用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)矽、錳；(2 )鉻、Gd ;各批次投入元素的時間間隔為18-22分鐘，投料後攪拌均勻。
[0006]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以200_220°C /小時速率升溫至600_620°C，保溫50-60分鐘，再以130-140°C /小時速率降溫至500-520°C，再以200-220°C /小時速率升溫至930-945°C，保溫3-4小時；再以150_160°C /小時速率降溫至600_620°C，再以200-2200C /小時速率升溫至710-730°C，再以130_140°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫60-80分鐘；再以130-140 °C /小時速率降溫至200-220 V，保溫2_3小時；再以180-200 0C /小時速率升溫至300-31 (TC，保溫40-60分鐘，再以180-200°C /小時速率升溫至540-550°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料製成:工具鋼粉3-4、氧化鋅1-2、鋁粉1-2、硝酸鈉3-5、白雲石粉3-4、高嶺土 2-3、氟化鋯1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1_2、氟矽酸鈉2_3 ；製備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然後，澆注入純淨水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當於粉末重量2_3%的矽烷偶聯劑KH_550、1_2%的納米碳粉，混合均勻後，在8-15Mpa下壓製成坯，然後，在900-950°C下煅燒3_4小時，冷卻後，再粉碎成150-250目粉末，即得。[0008]本發明的有益效果 本發明通過使用鉻、矽以及稀土元素釓等元素，通過分次投放原料，合理控制鑄後熱處理溫度，形成的合金具有高的硬度、強度、耐磨性，耐衝擊、耐腐蝕的特點，且成本較低；使用部分廢鐵作為原料，並經過二次精煉，使品質更穩定均一。本發明合金鋼用於挖掘機迴轉支承環軌，使用壽命增長20%。本發明精煉劑用於鑄造生產，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。
【具體實施方式】[0009]一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為-M 0.2-0.4、矽 0.4-0.6、錳 3.5-3.8、鉻 5.5-5.7,Gd0.04-0.07,S ( 0.05,P ( 0.05、餘量為鐵。[0010]所述的挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料的生產方法為: (1)、準備生鐵與廢鐵按1:1.5比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、採用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)矽、錳；(2 )鉻、Gd ;各批次投入元素的時間間隔為20分鐘，投料後攪拌均勻。[0011]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以210°C /小時速率升溫至610°C，保溫55分鐘，再以135°C /小時速率降溫至510°C，再以210°C /小時速率升溫至937°C，保溫3.5小時；再以155°C /小時速率降溫至610°C，再以21 (TC /小時速率升溫至720°C，再以135°C /小時速率降溫至505°C，保溫70分鐘；再以135°C /小時速率降溫至210°C，保溫2.5小時；再以190°C /小時速率升溫至305°C，保溫50分鐘，再以190°C /小時速率升溫至545°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料製成:工具鋼粉3.5、氧化鋅1.5、鋁粉1.5、硝酸鈉4、白雲石粉3.5、高嶺土 2.5氟化鋯1.5、玉石粉3.5、蒙脫石1.5、氟矽酸鈉2.5 ；製備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然後，澆注入純淨水中激冷，再粉碎成150目粉末；將所得粉末加入相當於粉末重量2.5%的矽烷偶聯劑KH-550U.5%的納米碳粉，混合均勻後，在IlMpa下壓製成還，然後，在930°C下煅燒3.5小時，冷卻後，再粉碎成200目粉末，即得。[0013]本發明挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1327MPa，屈服強度935.4MPa，延伸率14.1 %，斷面收縮率25.1 %，衝擊吸收功53.8J，衝擊韌性61.7J/cm2，硬度 279.4HB。
【權利要求】
1.一種挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為-M 0.2-0.4、矽 0.4-0.6、錳 3.5-3.8、鉻 5.5-5.7、Gd0.04-0.07、S ≤ 0.05、P^0.05、餘量為鐵。
2.根據權利要求1所述的挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料的生產方法，其特徵在於: (I)、準備生鐵與廢鐵按1:0.5-2比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、採用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測並調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄後熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)矽、錳；(2 )鉻、Gd ;各批次投入元素的時間間隔為18-22分鐘，投料後攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料的生產方法，其特徵在於:所述的鑄後熱處理是:先由室溫以200-220°C /小時速率升溫至600-620°C，保溫50-60分鐘，再以130-140°C /小時速率降溫至500-520°C，再以200-220°C /小時速率升溫至930-945°C，保溫3-4小時；再以150_160°C /小時速率降溫至600_620°C，再以200_220°C /小時速率升溫至710-730°C，再以130-140°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫60-80分鐘；再以130-1400C /小時速率降溫至200-220°C，保溫2-3小時；再以180-200°C /小時速率升溫至300-310°C，保溫40-60分鐘，再以180-200°C /小時速率升溫至540_550°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的挖掘機迴轉支承環軌用合金鋼材料的生產方法，其特徵在於:工具鋼粉3-4、氧化鋅1-2、鋁粉1-2、硝酸鈉3-5、白雲石粉3-4、高嶺土 2-3、氟化鋯1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟矽酸鈉2-3;製備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然後，澆注入純淨水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當於粉末重量2-3%的矽烷偶聯劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻後，在8_15Mpa下壓製成坯，然後，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻後，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C22C38/38GK103614643SQ201310505826
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】吳壽濤 申請人:銅陵市經緯流體科技有限公司