一種水泵軸承用合金鋼材料及其製備方法

2023-07-28 16:54:21 2

一種水泵軸承用合金鋼材料及其製備方法
【專利摘要】一種水泵軸承用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳1.2-1.5、矽1.6-1.8、鉻7.2-7.5、錳3.7-4.1、鉬0.5-0.9、Ho0.04-0.06、Ta0.02-0.05、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。本發明的合金鋼不僅具有高的硬度、耐磨性，而且還具有較好的韌性，熱強較高、淬透性高，還具有較高的疲勞強度。本發明使用部分廢鐵作為原料，並經過二次精煉，合理控制鑄後熱處理溫度，分批投放原料，使合金品質更穩定均一，綜合力學性能更優異。本發明精煉劑用於鑄造生產，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。本發明合金鋼適用於水泵軸承。
【專利說明】一種水泵軸承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，尤其涉及一種水泵軸承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水泵軸承用合金鋼材料及其製備方法，該合金材料具有高硬度、耐衝擊、耐磨、淬透性好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種水泵軸承用合金鋼材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 1.2-1.5、矽 1.6-1.8、鉻 7.2-7.5、錳 3.7-4.1、鑰 0.5-0.9、Ho0.04-0.06、Ta0.02-0.05、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。
[0005]所述的水泵軸承用合金鋼材料的生產方法，其特徵在於:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.5-1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:(1)矽、鑰；(2)錳、ta; (3)其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料後攪拌均勻。
[0006]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以180_190°C /小時速率升溫至480_490°C，保溫50-60分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至680_690°C，再以180_190°C /小時速率降溫至560-570°C，再以220-230°C /小時速率升溫至930-940°C，保溫3-4小時；再以180-190°C /小時速率降溫至570-580°C，再以220_230°C /小時速率升溫至720_730°C，再以180-190°C /小時速率降溫至460-470°C，保溫50-60分鐘；再以180_190°C /小時速率降溫至200-210°C，保溫2-3小時；再以180-190°C /小時速率升溫至340_350°C，保溫40-50分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至530-545°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30-40、硫酸鋁3-4、螢石5_6、氧化錳1-2、三聚磷酸鉀1-2、天青石粉2-3、秸杆灰燼1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1_2、硝酸鈉
3-4、氟化鈣1-2 ;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
本發明的合金鋼不僅具有高的硬度、耐磨性，而且還具有較好的韌性，熱強較高、淬透性高，還具有較高的疲勞強度。本發明使用部分廢鐵作為原料，並經過二次精煉，合理控制鑄後熱處理溫度，分批投放原料，使合金品質更穩定均一，綜合力學性能更優異。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。本發明合金鋼適用於水泵軸承。
【具體實施方式】
[0009]一種水泵軸承用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
1.2-1.5、矽 1.6-1.8、鉻 7.2-7.5、錳 3.7-4.1、鑰 0.5-0.9、Ho0.04-0.06、Ta0.02-0.05、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。
[0010]所述的水泵軸承用合金鋼材料的生產方法為:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.8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、鑰；(2)錳、ta; (3)其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料後攪拌均勻。
[0011]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以185°C /小時速率升溫至485°C，保溫55分鐘，再以185°C /小時速率升溫至685°C，再以185°C /小時速率降溫至565°C，再以225°C /小時速率升溫至935°C，保溫3.5小時；再以185°C /小時速率降溫至575°C，再以225°C /小時速率升溫至725°C，再以185°C /小時速率降溫至465°C，保溫55分鐘；再以185°C/小時速率降溫至205°C，保溫2.5小時；再以185°C /小時速率升溫至345°C，保溫45分鐘，再以1850C /小時速率升溫至535°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35、硫酸鋁3.4、螢石
5.5、氧化錳1.5、三聚磷酸鉀1.5、天青石粉2.5、秸杆灰燼1.5、玉石粉3.5、蒙脫石1.5、硝酸鈉3.5、氟化鈣1.5 ;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170目粉末；將所得粉末加入相當於粉末重量3%的矽烷偶聯劑KH-550、2%的納米碳粉，混合均勻後，在13Mpa下壓製成坯，然後，在930°C下煅燒3.4小時，冷卻後，再粉碎成200目粉末，即得。
[0013]本發明水泵軸承用合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1368MPa，屈服強度959MPa，延伸率12.5 %，斷面收縮率24.6 %，衝擊吸收功56J，衝擊韌性65J/cm2,硬度289HB。
【權利要求】
1.一種水泵軸承用合金鋼材料，其特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 1.2-1.5、矽 1.6-1.8、鉻 7.2-7.5、錳 3.7-4.1、鑰 0.5-0.9、Ho0.04-0.06、Ta0.02-0.05、S ≤0.05、P ≤0.05、餘量為鐵。
2.根據權利要求1所述的水泵軸承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1:0.5-1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、鑰；(2 )錳、ta ; (3 )其他剩餘成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料後攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的水泵軸承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180-190°C /小時速率升溫至480-490°C，保溫50-60分鐘，再以180-190°C /小時速率升溫至680-690°C，再以180_190°C /小時速率降溫至560_570°C，再以220-230°C /小時速率升溫至930-940°C，保溫3_4小時；再以180_190°C /小時速率降溫至570-580°C，再以220-230°C /小時速率升溫至720-730°C，再以180_190°C /小時速率降溫至460-470°C，保溫50-60分鐘；再以180_190°C /小時速率降溫至200-210°C，保溫2-3小時；再以180-190°C /小時速率升溫至340-350°C，保溫40-50分鐘，再以180_190°C /小時速率升溫至530-545°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的水泵軸承用合金鋼材料的生產方法，其特徵在於:所述的精煉劑由下列重量份的原料製成:工具鋼粉30-40、硫酸鋁3-4、螢石5-6、氧化錳1_2、三聚磷酸鉀1-2、天青石粉2-3、稻杆灰焊1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、硝酸鈉3_4、氟化|丐1-2 ；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ΚΗ_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】C22C38/38GK103643139SQ201310558320
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】孔華英 申請人:銅陵市肆得科技有限責任公司