一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.2-0.4、鉻5.1-5.4、鉬3.5-3.7、硼0.2-0.4、鎢6.6-6.8、鈮0.2-0.4、Ca0.1-0.2、Si0.2-0.3、Te0.2-0.3、Mn3.1-3.3、Pr0.1-0.2、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明通過(guò)低碳鋼中加入鉬、鎢、等多種元素，形成的合金鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性、熱強(qiáng)高、耐磨性好的特點(diǎn)；使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過(guò)二次精煉，使品質(zhì)更穩(wěn)定均一。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右。本發(fā)明合金鋼用于高溫作業(yè)的泵閥，耐腐蝕、耐磨，使用壽命大大延長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合金鋼的發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業(yè)上被應(yīng)用，主要有以下類型:調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、工具鋼、特殊性能鋼、耐熱鋼、低溫鋼等各種性能優(yōu)異的合金鋼。
[0003]泵閥用的合金鋼有多種多樣，技術(shù)有很大進(jìn)步，但是仍有很多問(wèn)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(chǎng)合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進(jìn)一步改進(jìn)，以提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會(huì)發(fā)展提供動(dòng)力，任務(wù)還很艱巨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料及其制備方法，該合金材料具有耐磨性好、熱強(qiáng)高、韌性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.2-0.4、鉻 5.1-5.4、鑰 3.5-3.7、硼 0.2-0.4、鎢 6.6-6.8、鈮 0.2-0.4、Ca0.1-0.2、Si0.2-0.3、Te0.2-0.3、Μη3.1-3.3、Pr0.1-0.2、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0006]所述的用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1-2比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、 合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(l)S1、Mn、Pr;(2)鑰、硼、鈮；
(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為15-17分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180_200°C /小時(shí)速率升溫至620_640°C，再以150-170°C /小時(shí)速率降溫至530-550°C，再繼續(xù)以180_200°C /小時(shí)速率升溫至935-950°C，保溫4-5小時(shí)；再以150_160°C /小時(shí)速率降溫至640_650°C，再以130_140°C /小時(shí)速率升溫至740-750°C，再以150-160°C /小時(shí)速率降溫至550_560°C，保溫50-70分鐘；再以120-130°C /小時(shí)速率降溫至300-310 °C，保溫2-3小時(shí);再以150_170°C /小時(shí)速率升溫至350-370°C，再以90-100°C /小時(shí)速率降溫至220_230°C，再以150_170°C /小時(shí)速率升溫至530-550°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4白云石3-5、硫酸鈉3-5、氯化鋁 5-8、碳酸鉀 3-5、凹凸棒土 8-10、NaBF4 5-8、氯化鈉 3-5、Na2TiF6 8-10, NaF 5-8、石灰2-3、石英砂4-5、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，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(dāng)于粉末重量
2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-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(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過(guò)低碳鋼中加入鑰、鎢、等多種元素，原料配比合理，分次投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，形成的合金鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性、熱強(qiáng)高、耐磨性好的特點(diǎn)；使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過(guò)二次精煉，使品質(zhì)更穩(wěn)定均一。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會(huì)在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級(jí)左右。本發(fā)明合金鋼用于高溫作業(yè)的泵閥，耐腐蝕、耐磨，使用壽命大大延長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳
0.2-0.4、鉻 5.1-5.4、鑰 3.5-3.7、硼 0.2-0.4、鎢 6.6-6.8、鈮 0.2-0.4、Ca0.1-0.2、Si0.2-0.3、Te0.2-0.3、Μη3.1-3.3、Pr0.1-0.2、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0011]所述的用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1.5比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(l)S1、Mn、Pr;(2)鑰、硼、鈮；
(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為16分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以190°C/小時(shí)速率升溫至630°C，再以160°C/小時(shí)速率降溫至540°C，再繼續(xù)以190°C /小時(shí)速率升溫至940°C，保溫4.5小時(shí)；再以155°C /小時(shí)速率降溫至645°C，再以135°C /小時(shí)速率升溫至745°C，再以155°C /小時(shí)速率降溫至555°C，保溫60分鐘；再以125°C /小時(shí)速率降溫至305°C，保溫2.5小時(shí)；再以160°C /小時(shí)速率升溫至360°C，再以95°C /小時(shí)速率降溫至225°C，再以160°C /小時(shí)速率升溫至540 V，保溫2.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉3.5白云石4、硫酸鈉4、氯化招6、碳酸鉀4、凹凸棒土 9、NaBF4 7、氯化鈉4、似211?69、似？ 7、石灰2.5、石英砂4.6、玉石粉3.5、蒙脫石1.5 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，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(dāng)于粉末重量3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、2%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3.4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成190目粉末，即得。
[0014]本發(fā)明用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1315MPa，屈服強(qiáng)度945MPa，延伸率13.6%，斷面收縮率26.8%，沖擊吸收功53.9J，沖擊韌性62.5J/cm2,硬度29IHBο
【權(quán)利要求】
1.一種用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.2-0.4、鉻 5.1-5.4、鑰 3.5-3.7、硼 0.2-0.4、鎢 6.6-6.8、鈮 0.2-0.4、Ca0.1-0.2、Si0.2-0.3、Te0.2-0.3、Μη3.1-3.3、Pr0.1-0.2、P ≥ 0.030、S ≥ 0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:1_2比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(l)S1、Mn、Pr;(2)鑰、硼、鈮；(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為15-17分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以180-200°C/小時(shí)速率升溫至620-640°C，再以150_170°C /小時(shí)速率降溫至530-550°C，再繼續(xù)以180-200°C /小時(shí)速率升溫至935_950°C，保溫4_5小時(shí)；再以150-160°C /小時(shí)速率降溫至640-650°C，再以130_140°C /小時(shí)速率升溫至740_750°C，再以150-160°C /小時(shí)速率降溫至550-560°C，保溫50-70分鐘；再以120_130°C /小時(shí)速率降溫至300-310°C，保溫2-3小時(shí)；再以150-170°C /小時(shí)速率升溫至350_370°C，再以90-100°C /小時(shí)速率降溫至220-230°C，再以150_170°C /小時(shí)速率升溫至530_550°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于泵閥的熱強(qiáng)鋼材料的生產(chǎn)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3-4白云石3-5、硫酸鈉3-5、氯化鋁5-8、碳酸鉀3-5、凹凸棒土8-10、NaBF4 5-8、氯化鈉 3-5、Na2TiF6 8-10, NaF 5-8、石灰 2-3、石英砂 4-5、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，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(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)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(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK103667997SQ201310550342
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】張超 申請(qǐng)人:張超