一種離心泵葉片用熱強鋼材料及其製備方法
2023-08-08 03:18:51 1
一種離心泵葉片用熱強鋼材料及其製備方法
【專利摘要】一種離心泵葉片用熱強鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、矽0.7-0.9、錳1.2-1.5、鎳0.6-0.9、鉬0.5-0.7、釩1.4-1.6、Ho0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。本發明通過使用矽、釩以及稀土元素鈥等元素，通過分次投放原料，合理控制鑄後熱處理溫度，形成的合金具有高強度、耐衝擊、耐腐蝕、耐磨、熱強高的特點；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。本發明合金鋼適用於高溫作業的離心泵葉片，揚程遠、不易損壞。本發明精煉劑用於鑄造生產，鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右。
【專利說明】一種離心泵葉片用熱強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，尤其涉及一種離心泵葉片用熱強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離心泵葉片用熱強鋼材料及其製備方法，該合金材料具有高強度、耐衝擊、耐腐蝕、耐磨、熱強高的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種離心泵葉片用熱強鋼材料，企特徵在於:其含有的化學元素成分及其質量百分比為-M 0.2-0.4、矽 0.7-0.9、錳 1.2-1.5、鎳 0.6-0.9、鑰 0.5-0.7、釩 1.4-1.6,Ho0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。
[0005]所述的離心泵葉片用熱強鋼材料的生產方法，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:(1)矽、錳、釩；(2 )鎳、鑰、Ho ;各批次投入元素的時間間隔為24-27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_200°C /小時速率升溫至500-510°C，再以160-1700C /小時速率降溫至400-410°C，再以180_200°C /小時速率升溫至650_660°C，保溫60-70分鐘，再以200-220 °C /小時速率升溫至930-945 V，保溫3_4小時；再以160-170°C /小時速率降溫至600-610°C，再以180_200°C /小時速率升溫至710_730°C，再以160-170°C /小時速率降溫至500-51 (TC，保溫60-80分鐘；再以160_170°C /小時速率降溫至200-220°C，保溫2-3小時；再以190-200°C /小時速率升溫至300-310°C，保溫40-60分鐘，再以190-200°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
本發明通過使用矽、釩以及稀土元素欽等元素，通過分次投放原料，合理控制鑄後熱處理溫度，形成的合金具有高強度、耐衝擊、耐腐蝕、耐磨、熱強高的特點；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。本發明合金鋼適用於高溫作業的離心泵葉片，揚程遠、不易損壞。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]一種離心泵葉片用熱強鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
0.2-0.4、矽 0.7-0.9、錳 1.2-1.5、鎳 0.6-0.9、鑰 0.5-0.7、釩 1.4-1.6、Ho0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、餘量為鐵。
[0010]所述的離心泵葉片用熱強鋼材料的生產方法如下:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:0.7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、釩；(2 )鎳、鑰、Ho ;各批次投入元素的時間間隔為25分鐘，投料後攪拌均勻。
[0011]所述的鑄後熱處理是:先由室溫以190°C /小時速率升溫至505°C，再以165°C /小時速率降溫至405°C，再以190°C /小時速率升溫至655°C，保溫65分鐘，再以210°C /小時速率升溫至937°C，保溫3.6小時；再以165°C /小時速率降溫至605°C，再以190°C /小時速率升溫至720°C，再以165°C /小時速率降溫至505°C，保溫70分鐘；再以165°C /小時速率降溫至210°C，保溫2.5小時；再以195°C /小時速率升溫至305°C，保溫50分鐘，再以1950C /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]本發明離心泵葉片用熱強鋼材料的機械性能為:拉伸強度1241MPa，屈服強度946MPa,延伸率15.1%,斷面收縮率25.1%,衝擊吸收功53.8J，衝擊韌性64.7J/cm2，硬度259.4HB。
【權利要求】
1.一種離心泵葉片用熱強鋼材料，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 0.7-0.9、錳 1.2-1.5、鎳 0.6-0.9、鑰 0.5-0.7、釩 1.4-1.6、Ho0.04-0.07、S ≤ 0.05、P ≤ 0.05、餘量為鐵。
2.根據權利要求1所述的離心泵葉片用熱強鋼材料的生產方法，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、錳、釩；(2 )鎳、鑰、Ho ;各批次投入元素的時間間隔為24-27分鐘，投料後攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的離心泵葉片用熱強鋼材料的生產方法，其特徵在於:所述的鑄後熱處理是:先由室溫以180-200°C /小時速率升溫至500-510°C，再以160_170°C /小時速率降溫至400-410°C，再以180-200°C /小時速率升溫至650_660°C，保溫60-70分鐘，再以200-220°C /小時速率升溫至930-945°C，保溫3-4小時；再以160_170°C /小時速率降溫至600-610°C，再以180-200°C /小時速率升溫至710-730°C，再以160_170°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫60-80分鐘；再以160_170°C /小時速率降溫至200_220°C，保溫2-3小時；再以190-200°C/小時速率升溫至300-310℃，保溫40-60分鐘，再以190_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所述的離心泵葉片用熱強鋼材料的生產方法，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、l-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】C22C38/12GK103614621SQ201310506139
【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