一種用于閥體的抗磨合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種用于閥體的抗磨合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳1.2-1.5、硅2.2-2.5、錳0.4-0.5、鉻1.6-1.8、銅0.6-0.8、釩1.2-1.4、硼0.12-0.15、鈦0.15-0.20、鍶0.1-0.15、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明通過使用鉻、錳、鈦等多種原料組合，形成的合金鋼具有高強度、高硬度、耐磨性好、耐腐蝕的特點；使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，使品質更穩(wěn)定均一。通過加入本發(fā)明精煉劑，氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右。本發(fā)明合金鋼適用于制造閥體，耐腐蝕，使用壽命明顯延長。
【專利說明】一種用于閥體的抗磨合金鋼材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種用于閥體的抗磨合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]合金鋼的發(fā)展已經有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業(yè)上被應用，主要有以下類型:調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、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(fā)展提供保障，為社會發(fā)展提供動力，任務還很艱巨。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于閥體的抗磨合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高的耐磨性、耐腐蝕、硬度和強度的特點。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種用于閥體的抗磨合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 1.2-1.5、硅 2.2-2.5、錳 0.4-0.5、鉻 1.6-1.8、銅 0.6-0.8、釩 1.2-1.4、硼0.12-0.15、鈦 0.15-0.20、鍶 0.1-0.15、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0006]所述的用于閥體的抗磨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、鍶；(2)錳、釩、硼；
(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為10-13分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200_230°C /小時速率升溫至650_670°C，再以140-160°C /小時速率降溫至550-570°C，再繼續(xù)以200_230°C /小時速率升溫至930-945°C，保溫3-4小時；再以140_160°C /小時速率降溫至720_750°C，保溫40-60分鐘，再以140-160°C /小時速率降溫至620-630°C，保溫40-60分鐘；再以100_120°C /小時速率降溫至320-340°C，保溫2-3小時；再以150_170°C /小時速率升溫至350_370°C，再以50-600C /小時速率降溫至200-230°C，再以150_170°C /小時速率升溫至530_550°C，保溫
2-3小時，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、氯化鉀5-8、氟化鈣3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、天青石3_5、鉀長石3_5、二氧化鈦1_2、硅藻土粉3-4、氟硅酸鈉1-2、硝酸鈉2-3 ;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，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)明通過使用鉻、錳、鈦等多種原料組合，合理設置原料配比和生產工藝，合理設置投放次序，合理控制鑄后熱處理溫度，形成的合金鋼具有高強度、高硬度、耐磨性好、耐腐蝕的特點；使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，使品質更穩(wěn)定均一，硫磷等有害元素更低。本發(fā)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，得到有效的控制，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(fā)明合金鋼適用于制造閥體，耐腐蝕，使用壽命明顯延長。
【具體實施方式】
[0010]一種用于閥體的抗磨合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為--碳
1.2-1.5、硅 2.2-2.5、錳 0.4-0.5、鉻 1.6-1.8、銅 0.6-0.8、釩 1.2-1.4、硼 0.12-0.15、鈦0.15-0.20、鍶 0.1-0.15、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0011]所述的用于閥體的抗磨合金鋼材料的生產方法為:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:1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、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、鍶；(2)錳、釩、硼；
(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為12分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200_230°C /小時速率升溫至660°C，再以1500C /小時速率降溫至560°C，再繼續(xù)以220°C /小時速率升溫至940°C，保溫3.5小時；再以150°C /小時速率降溫至730°C，保溫50分鐘，再以150°C /小時速率降溫至625°C，保溫50分鐘；再以110°C /小時速率降溫至330°C，保溫2.5小時；再以160°C /小時速率升溫至360°C，再以55°C /小時速率降溫至210°C，再以160°C /小時速率升溫至540°C，保溫
2.5小時，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、氯化鉀6、氟化鈣
4、石墨粉7、氟硅酸鈉9、玉石粉3、蒙脫石1.5、天青石4、鉀長石4、二氧化鈦1.5、硅藻土粉3.5、氟硅酸鈉1.5、硝酸鈉2.5 ;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IIMpa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。
[0014]本發(fā)明用于閥體的抗磨合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1360MPa，屈服強度943MPa，延伸率12%，斷面收縮率21.3%，沖擊吸收功55J，沖擊韌性64J/cm2，硬度286HB。
【權利要求】
1.一種用于閥體的抗磨合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 1.2-1.5、硅 2.2-2.5、錳 0.4-0.5、鉻 1.6-1.8、銅 0.6-0.8、釩 1.2-1.4、硼0.12-0.15、鈦 0.15-0.20、鍶 0.1-0.15、P ≤0.030、S ≤0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于閥體的抗磨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、鍶；(2)錳、釩、硼；(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為10-13分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于閥體的抗磨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200-230°C/小時速率升溫至650-670°C，再以140_160°C/小時速率降溫至550-570°C，再繼續(xù)以200-230°C /小時速率升溫至930_945°C，保溫3_4小時；再以140-160°C /小時速率降溫至720-750°C，保溫40-60分鐘，再以140_160°C /小時速率降溫至620-630°C，保溫40-60分鐘；再以100_120°C /小時速率降溫至320_340°C，保溫2-3小時；再以150-170 V /小時速率升溫至350-370 °C，再以50-60 V /小時速率降溫至200-230°C，再以150-170°C /小時速率升溫至530_550°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于閥體的抗磨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3-4、氯化鉀5-8、氟化?丐3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、天青石3-5、鉀長石3_5、二氧化鈦1_2、硅藻土粉3_4、氟硅酸鈉1-2、硝酸鈉2-3 ;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，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C21D6/00GK103667937SQ201310550365
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權日:2013年11月8日
【發(fā)明者】張超 申請人:張超