專利名稱：一種緊固件用耐蝕鐵合金材料及制備方法
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料及制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于耐蝕鐵合金領(lǐng)域，特別是指一種緊固件用耐蝕鐵合金材料及制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)緊固件如螺栓與螺母的材質(zhì)一般為碳鋼、不銹鋼、高強(qiáng)度鋼等制造，除了不銹鋼夕卜，其它材質(zhì)的耐腐蝕能力較差，在使用過程中，會(huì)出現(xiàn)銹蝕嚴(yán)重而導(dǎo)致螺栓與螺母無法分離，尤其是在室外或環(huán)境惡劣的情況下，采用上述材質(zhì)生產(chǎn)的緊固件屬于一次性產(chǎn)品，在進(jìn)行維修或保養(yǎng)時(shí)必須進(jìn)行更換。而不銹鋼材質(zhì)生產(chǎn)緊固件又因成本高而僅能應(yīng)用于一些特殊的場所。而且上述材質(zhì)還有一個(gè)缺點(diǎn)就是耐磨性能不足、延展率低，在實(shí)際使用過程中會(huì)出現(xiàn)當(dāng)緊固力大時(shí)，螺栓折斷或螺母開裂現(xiàn)象。
現(xiàn)也有技術(shù)采用鉻錳氮系列鐵合金來生產(chǎn)緊固件，但這類鐵合金的冷加工硬化率上升過快，加工難度大，并且冷墩和沖壓性能差，有碎邊現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一捉緊固件用耐蝕鐵合金材料，通過本技術(shù)方案生產(chǎn)的鐵合金的機(jī)械性能、耐磨性能、塑韌性及耐磨性均較高的鐵合金材料。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比為,0.08-0. 10%的碳、 15-15. 5% 的猛、O. 3-0. 6% 的硅、14. 5-15. 0% 的鉻、O. 03-0. 05% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、 O. 03-0. 05% 的釩、O. 1-0. 3% 的鈦、O. 01-0. 03% 的鋯、O. 01- 0. 03% 的硼、O. 3-0. 5% 的銅、 O. 15-0. 25% 的氮、O. 001-0. 002% 的鑭、余量為鐵。
所述緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比還包括有O. 01-0. 02%的鈮。
鈮和鑭是以鈮鐵和鑭鐵合金方式加入。
所述制備方法是
配料，按重量百分比為，O. 08-0. 10%的碳、15-15. 5%的錳、O. 3-0. 6%的硅、 14. 5-15. 0% 的鉻、O. 03-0. 05% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 03-0. 05% 的釩、O. 1-0. 3% 的鈦、 O. 01-0. 03% 的鋯、O. 01-0. 03% 的硼、O. 3-0. 5% 的銅、O. 15-0. 25% 的氮、O. 001-0. 002% 的鑭、 余量為鐵進(jìn)行配料；
熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵及鈮鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°c下進(jìn)行煉制1-2 小時(shí)，在煉制的同時(shí)在爐底通入O. 5-1. OMPa的氮?dú)猓?br> 澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；
降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至650_680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至130-150°C ；
淬火，將冷卻的鐵合金錠于850-900°C的淬火爐中保溫2_4小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；
回火，在280±20°C回火爐中保溫3-5小時(shí)后自然冷卻至常溫。
所述淬火用水溶液保持溫度在105_130°C之間。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是
利用鉻、銅和鑰的配合提高鐵合金的耐腐蝕性能；氮能夠提高鐵合金的強(qiáng)度但不損害鐵合金的塑性和韌性并同時(shí)具有耐腐蝕性能，這主要是因?yàn)榈軌蚬倘蹚?qiáng)化元素；銅能夠提高鐵合金的冷加工性能及提高塑性，但過量的銅會(huì)影響鐵合金的強(qiáng)度，因此要控制鐵合金中銅的量；鈦和鈮能夠細(xì)化鐵合金晶粒，提高金相組織的均勻，提高強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的實(shí)施例僅能解釋為是對本發(fā)明的解釋而不能解釋為是對本發(fā)明的限制。
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比為,0.08-0. 10%的碳、 15-15. 5% 的猛、O. 3-0. 6% 的硅、14. 5-15. 0% 的鉻、O. 03-0. 05% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、 O. 03-0. 05% 的釩、O. 1-0. 3% 的鈦、O. 01-0. 03% 的鋯、O. 01-0. 03% 的硼、O. 3-0. 5% 的銅、 O. 15-0. 25% 的氮、O. 001-0. 002% 的鑭、余量為鐵。
所述緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比還包括有O. 01-0. 02%的鈮。
鈮和鑭是以鈮鐵和鑭鐵合金方式加入。
所述制備方法是
配料，按重量百分比為，O. 08-0. 10%的碳、15-15. 5%的錳、O. 3-0. 6%的硅、 14. 5-15. 0% 的鉻、O. 03-0. 05% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 03-0. 05% 的釩、O. 1-0. 3% 的鈦、 O. 01-0. 03% 的鋯、O. 01-0. 03% 的硼、O. 3-0. 5% 的銅、O. 15-0. 25% 的氮、O. 001-0. 002% 的鑭、 余量為鐵進(jìn)行配料；
熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵及鈮鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°C下進(jìn)行煉制1-2 小時(shí)，在煉制的同時(shí)在爐底通入O. 5-1. OMPa的氮?dú)猓?br> 澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；
降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至650_680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至 130-150°C ；
淬火，將冷卻的鐵合金錠于850-900°C的淬火爐中保溫2_4小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；
回火，在280±20°C回火爐中保溫3_5小時(shí)后自然冷卻至常溫。
所述淬火用水溶液保持溫度在105_130°C之間，在本發(fā)明中選用的水溶液淬火液為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再進(jìn)行詳細(xì)說明。
在本發(fā)明的各實(shí)施例中，制備方法相同，有區(qū)別的僅為各實(shí)施例材料組成的區(qū)別。
實(shí)施例1
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比為，O. 08%的碳、15%的錳、 O. 3%的硅、14. 5%的鉻、O. 03%的鑰、O. 5%的鎳、O. 03%的釩、O. 1%的鈦、O. 01%的鋯、O. 01%的硼、O. 3%的銅、O. 15%的氮、O. 001%的鑭、余量為鐵。
所述制備方法是
配料，按重量百分比為，O. 08%的碳、15%的錳、O. 3%的硅、14. 5%的鉻、O. 03%的鑰、 O. 5% 的鎳、O. 03% 的釩、O. 1% 的鈦、O. 01% 的鋯、O. 01% 的硼、O. 3% 的銅、O. 15% 的氮、O. 001% 的鑭、余量為鐵進(jìn)行配料；
熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°C下進(jìn)行煉制1. 5小時(shí)，在煉制的同時(shí)在爐底通入O. 5MPa的氮?dú)猓?br> 澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；
降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至650_680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至 130-150°C ；
淬火，將冷卻的鐵合金錠于850_900°C的淬火爐中保溫2. 5小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；
回火，在280±20°C回火爐中保溫3小時(shí)后自然冷卻至常溫。
所述淬火用水溶液保持溫度在105_130°C之間。
實(shí)施例2
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比為，O. 10%的碳、15. 5%的錳、 O. 6%的硅、15. 0%的鉻、O. 05%的鑰、1. 0%的鎳、O. 05%的釩、O. 3%的鈦、O. 03%的鋯、O. 03%的硼、O. 5%的銅、O. 25%的氮、O. 002%的鑭、余量為鐵。
所述制備方法是
配料，按重量百分比為，O. 10%的碳、15. 5%的錳、O. 6%的硅、15. 0%的鉻、O. 05% 的鑰、1. 0%的鎳、O. 05%的釩、O. 3%的鈦、O. 03%的鋯、O. 03%的硼、O. 5%的銅、O. 25%的氮、 O. 002%的鑭、余量為鐵進(jìn)行配料；
熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°C下進(jìn)行煉制2小時(shí)，在煉制的同時(shí)在爐底通入1. OMPa的氮?dú)猓?br> 澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；
降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至650_680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至 130-150°C ；
淬火，將冷卻的鐵合金錠于850-900°C的淬火爐中保溫4小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；
回火，在280±20°C回火爐中保溫3. 5小時(shí)后自然冷卻至常溫。
所述淬火用水溶液保持溫度在105_130°C之間。
實(shí)施例3
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比為，O. 09%的碳、15. 2%的錳、 O. 5% 的硅、14. 8% 的鉻、O. 04% 的鑰、O. 8% 的鎳、O. 035% 的釩、O. 2% 的鈦、O. 02% 的鋯、O. 025% 的硼、O. 45%的銅、O. 20%的氮、O. 0015%的鑭、O. 015%的鈮、余量為鐵。
所述制備方法是
配料，按重量百分比為，O. 09%的碳、15. 2%的錳、O. 5%的硅、14. 8%的鉻、O. 04%的鑰、O. 8%的鎳、O. 035%的釩、O. 2%的鈦、O. 02%的鋯、O. 025%的硼、O. 45%的銅、O. 20%的氮、 O. 0015%的鑭、O. 015%的鈮、余量為鐵進(jìn)行配料；
熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵及鈮鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°C下進(jìn)行煉制2小時(shí)，在煉制的同時(shí)在爐底通入O. 8MPa的氮?dú)猓?br> 澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；
降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至65 0_680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至 130-150°C ；
淬火，將冷卻的鐵合金錠于850-900°C的淬火爐中保溫2. 5小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；
回火，在280±20°C回火爐中保溫3小時(shí)后自然冷卻至常溫。
所述淬火用水溶液保持溫度在105_130°C之間。
實(shí)施例4
一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比為，O. 09%的碳、15. 5%的錳、 O. 5% 的硅、15. 0% 的鉻、O. 04% 的鑰、O. 8% 的鎳、O. 045% 的釩、O. 25% 的鈦、O. 02% 的鋯、O. 025% 的硼、O. 45%的銅、O. 18%的氮、O. 0015%的鑭、O. 015%的鈮、余量為鐵。
所述制備方法是
配料，按重量百分比為，O. 09%的碳、15. 5%的錳、O. 5%的硅、15. 0%的鉻、O. 04%的鑰、O. 8%的鎳、O. 045%的釩、O. 25%的鈦、O. 02%的鋯、O. 025%的硼、O. 45%的銅、O. 18%的氮、 O. 0015%的鑭、O. 015%的鈮、余量為鐵進(jìn)行配料；
熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵及鈮鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°C下進(jìn)行煉制2小時(shí)，在煉制的同時(shí)在爐底通入O. 8MPa的氮?dú)猓?br> 澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；
降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至650_680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至 130-150°C ；
淬火，將冷卻的鐵合金錠于850-900°C的淬火爐中保溫2. 5小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；
回火，在280±20°C回火爐中保溫3. 5小時(shí)后自然冷卻至常溫。
所述淬火用水溶液保持溫度在105_130°C之間。
權(quán)利要求
1.一種緊固件用耐蝕鐵合金材料，其特征在于其組成按重量百分比為，O. 08-0. 10% 的碳、15-15. 5% 的錳、O. 3-0. 6% 的硅、14. 5-15. 0% 的鉻、O. 03-0. 05% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、 O. 03-0. 05% 的釩、O. 1-0. 3% 的鈦、O. 01-0. 03% 的,告、O. 01-0. 03% 的硼、O. 3-0. 5% 的銅、 O. 15-0. 25% 的氮、O. 001-0. 002% 的鑭、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固件用耐蝕鐵合金材料，其特征在于所述緊固件用耐蝕鐵合金材料，其組成按重量百分比還包括有O. 01-0. 02%的鈮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊固件用耐蝕鐵合金材料，其特征在于鈮和鑭是以鈮鐵和鑭鐵合金方式加入。
4.一種緊固件用耐蝕鐵合金材料制備方法，其特征在于配料，按重量百分比為，O. 08-0. 10%的碳、15-15. 5%的錳、O. 3-0. 6%的硅、14. 5-15. 0% 的鉻、O. 03-0. 05% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 03-0. 05% 的釩、O. 1-0. 3% 的鈦、O. 01-0. 03% 的鋯、 O. 01-0. 03%的硼、O. 3-0. 5%的銅、O. 15-0. 25%的氮、O. 001-0. 002%的鑭、余量為鐵進(jìn)行配料；熔煉，將根據(jù)計(jì)算的鐵量的一半及碳、錳、硅、鉻、鑰、鎳、釩、鋯放入熔煉爐中進(jìn)行熔化， 待熔化為液體后加入鈦、鑭鐵及鈮鐵與剩余的鐵，并在1250-1350°C下進(jìn)行煉制1-2小時(shí)， 在煉制的同時(shí)在爐底通入O. 5-1. OMPa的氮?dú)?；澆鑄，經(jīng)過去渣等進(jìn)行精制后的鐵合金熔液在溫度為1180±20°C下恒溫澆鑄成錠；降溫，澆鑄結(jié)束后進(jìn)行分階段降溫，第一個(gè)階段勻速降溫至650-680°C，降溫速度不超過每分鐘50°C ;第二個(gè)階段為快速降溫階段，降溫速度不低于每秒鐘2°C至130-150°C ；淬火，將冷卻的鐵合金錠于850-900°C的淬火爐中保溫2-4小時(shí)后進(jìn)行水溶液恒溫淬火至380-410°C后水液自然淬火至110-130°C ；回火，在280±20°C回火爐中保溫3-5小時(shí)后自然冷卻至常溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的緊固件用耐蝕鐵合金材料制備方法，其特征在于所述淬火用水溶液保持溫度在105-130°C之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緊固件用耐蝕鐵合金材料及制備方法，其組成按重量百分比為，0.08-0.10%的碳、15-15.5%的錳、0.3-0.6%的硅、14.5-15.0%的鉻、0.03-0.05%的鉬、0.5-1.0%的鎳、0.03-0.05%的釩、0.1-0.3%的鈦、0.01-0.03%的鋯、0.01-0.03%的硼、0.3-0.5%的銅、0.15-0.25%的氮、0.001-0.002%的鑭、余量為鐵。通過本技術(shù)方案生產(chǎn)的鐵合金的機(jī)械性能、耐磨性能、塑韌性及耐磨性均較高的鐵合金材料。
文檔編號(hào)C22C38/58GK103014556SQ201210495419
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者任旭輝 申請人:寧波騰玲工貿(mào)有限公司