一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、硅0.8-1.1、錳1.7-1.9、鎳2.4-2.6、鉻1.3-1.5、鈮0.6-0.8、鉬1.1-1.3、Sb0.08-0.12、Tm0.12-0.16、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。本發明提供的合金鋼不僅具有高的硬度，而且還具有較好的韌性，耐磨性能好、熱強高、耐腐蝕，還具有較高的疲勞強度，且鑄造性能好，鑄件成品率高。本發明合金鋼適用于泵軸、閥門、軸承等磨損率高的零件。本發明精煉劑用于鑄造生產，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】一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料及其制備方法。
【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、防銹性能、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]本發明的目的在于提供一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高硬度、耐磨、耐腐蝕、耐沖擊的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 0.8-1.1、錳 1.7-1.9、鎳 2.4-2.6、鉻 1.3-1.5、鈮 0.6-0.8、鑰 1.1-1.3、Sb0.08-0.12、Tm0.12-0.16、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0005]所述的耐腐蝕泵閥用合金鋼材料的生產方法，其特征在于:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:1-2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、采用精煉劑一次精煉、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、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)硅、鉻、鎳；(2)錳、Sb; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-210°C /小時速率升溫至500-510°C，保溫60-70分鐘，再以200-210°C /小時速率升溫至700_710°C，保溫60-70分鐘，再以170-1800C /小時速率升溫至925-940°C，保溫3_4小時；再以180_190°C /小時速率降溫至600-610°C，再以200-210°C /小時速率升溫至700_710°C，再以180_190°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫70-80分鐘；再以180_190°C /小時速率降溫至220_230°C，保溫2-3小時；再以200-210°C /小時速率升溫至330-350°C，再以180_190°C /小時速率降溫至200-210°C，再以180-190°C /小時速率升溫至535_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制成:工具鋼粉30-34、氫氧化鋁2-3、方解石4-5、硫酸鋅1-2、麥飯石1-2、蒙脫石1-2、玉石2-3、陽起石3_4、氟化鈣1_2、氟硅酸鈉4_5 ；制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2_3%的硅烷偶聯劑ΚΗ_550、1_2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3_4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008]本發明的有益效果
本發明提供的合金鋼不僅具有高的硬度，而且還具有較好的韌性，耐磨性能好、熱強高、耐腐蝕，還具有較高的疲勞強度，且鑄造性能好，鑄件成品率高；本發明使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，合理控制鑄后熱處理溫度，分批投放原料，使合金品質更穩定均一，提高綜合力學性能。本發明合金鋼適用于泵軸、閥門、軸承等磨損率高的零件。本發明精煉劑用于鑄造生產，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]一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 0.8-1.1、錳 1.7-1.9、鎳 2.4-2.6、鉻 1.3-1.5、鈮 0.6-0.8、鑰 1.1-1.3、Sb0.08-0.12、Tm0.12-0.16、S ≤ 0.04、P≤ 0.04、余量為鐵。
[0010]所述的耐腐蝕泵閥用合金鋼材料的生產方法如下:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:1.6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、采用精煉劑一次精煉、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、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)硅、鉻、鎳；(2)錳、Sb; (3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以205°C /小時速率升溫至505°C，保溫65分鐘，再以205°C /小時速率升溫至705°C，保溫65分鐘，再以175°C /小時速率升溫至930°C，保溫3.4小時；再以185°C /小時速率降溫至605°C，再以205°C /小時速率升溫至705°C，再以185°C /小時速率降溫至485°C，保溫75分鐘；再以185°C /小時速率降溫至225°C，保溫
2.5小時；再以205°C /小時速率升溫至340°C，再以185°C /小時速率降溫至205°C，再以1850C /小時速率升溫至540°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)的原料制成:工具鋼粉32、氫氧化鋁2.5、方解石4.5、硫酸鋅1.5、麥飯石1.5、蒙脫石1.5、玉石2.6、陽起石3.5、氟化|丐1.5、氟娃酸鈉4.5 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成150目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2.4%的硅烷偶聯劑KH-550、1.5%的納米碳粉，混合均勻后，在12Mpa下壓制成坯，然后，在930°C下煅燒3.5小時，冷卻后，再粉碎成200目粉末，即得。
[0013]本發明耐腐蝕泵閥用合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1368MPa，屈服強度952MPa，延伸率14.5%，斷面收縮率34.2%，沖擊吸收功53.8J，沖擊韌性63.8J/cm2，硬度286HB。
【權利要求】
1.一種耐腐蝕泵閥用合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳0.2-0.4、硅0.8-1.1、錳 1.7-1.9、鎳2.4-2.6、鉻 1.3-1.5、鈮0.6-0.8、鑰 1.1-1.3、Sb0.08-0.12、Tm0.12-0.16、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的耐腐蝕泵閥用合金鋼材料的生產方法，其特征在于: (1)、準備生鐵與廢鐵按1:1-2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、采用精煉劑一次精煉、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、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(I)硅、鉻、鎳；(2)錳、Sb；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的耐腐蝕泵閥用合金鋼材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-210°C /小時速率升溫至500-510°C，保溫60-70分鐘，再以200-2100C /小時速率升溫至700-710°C，保溫60-70分鐘，再以170-180°C /小時速率升溫至925-940°C，保溫3-4小時；再以180_190°C /小時速率降溫至600-610°C，再以200-2100C /小時速率升溫至700-710°C，再以180_190°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫70-80分鐘；再以180-190 V /小時速率降溫至220-230 °C，保溫2_3小時；再以200-2100C /小時速率升溫至330-350°C，再以180_190°C /小時速率降溫至200_210°C，再以180-190°C /小時速率升溫至535-550°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的耐腐蝕泵閥用合金鋼材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉30-34、氫氧化鋁2-3、方解石4-5、硫酸鋅1_2、麥飯石1-2、蒙脫石1-2、玉石2-3、陽起石3-4、氟化鈣1_2、氟硅酸鈉4_5 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2_3%的硅烷偶聯劑ΚΗ_550、1_2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C22C33/04GK103628001SQ201310558557
【公開日】2014年3月12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