一種含鉺泵軸合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種含鉺泵軸合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、硅1.6-1.8、錳2.7-3.1、鉻1.2-1.4、鎳0.02-0.04、鉬0.5-0.7、鈮0.3-0.5、鈦0.12-0.17、鎂2.1-2.3、Er0.12-0.16、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。本發(fā)明提供的合金鋼通過加入鉺、錳、鎂等元素，不僅具有高的硬度、耐磨性好、耐沖擊，而且還具有焊接性能好、較高的疲勞強度、熱強高的優(yōu)點，合金品質更穩(wěn)定均一。本發(fā)明合金鋼適用于大中型泵軸，不易損壞，成本低。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，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】一種含鉺泵軸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，尤其涉及一種含鉺泵軸合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]泵閥工作的環(huán)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(chǎn)的要求，還需要進一步改進，以提高生產(chǎn)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】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種含鉺泵軸合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高硬度、耐沖擊、耐磨的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
一種含鉺泵軸合金鋼材料，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 1.6-1.8、錳 2.7-3.1、鉻 1.2-1.4、鎳 0.02-0.04、鑰 0.5-0.7、鈮 0.3-0.5、鈦
0.12-0.17、鎂 2.1-2.3、Er0.12-0.16、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0005]所述的含鉺泵軸合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、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、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、錳、鈦；(2)鉻、鎳；(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，再以150_160°C /小時速率降溫至600-610°C，再以220-230°C /小時速率升溫至930-940°C，保溫3-4小時；再以150-1600C /小時速率降溫至600-610°C，再以210-220°C /小時速率升溫至700-710°C，再以150-160°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫70-80分鐘；再以150_160°C /小時速率降溫至220-230°C，保溫2-3小時；再以210_220°C /小時速率升溫至330_340°C，再以150-160°C /小時速率降溫至200-210°C，再以200_210°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30-40、硫酸鋁3-4、螢石5_6、氧化錳1-2、三聚磷酸鉀1-2、天青石粉2-3、秸桿灰燼1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1_2、硝酸鈉
3-4、氟化鈣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，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明提供的合金鋼通過加入鉺、錳、鎂等元素，不僅具有高的硬度、耐磨性好、耐沖擊，而且還具有焊接性能好、較高的疲勞強度、熱強高的優(yōu)點。本發(fā)明使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)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(wěn)定均一，提高綜合力學性能。本發(fā)明合金鋼適用于大中型泵軸，不易損壞，成本低。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級左右。
【具體實施方式】
[0009]一種含鉺泵軸合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
0.2-0.4、硅 1.6-1.8、錳 2.7-3.1、鉻 1.2-1.4、鎳 0.02-0.04、鑰 0.5-0.7、鈮 0.3-0.5、鈦
0.12-0.17、鎂 2.1-2.3、Er0.12-0.16、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0010]所述的含鉺泵軸合金鋼材料的生產(chǎn)方法如下:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.6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、錳、鈦；(2 )鉻、鎳；(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，再以155°C /小時速率降溫至605°C，再以225°C /小時速率升溫至935°C，保溫3.5小時；再以155°C /小時速率降溫至605°C，再以215°C /小時速率升溫至705°C，再以155°C /小時速率降溫至490°C，保溫75分鐘；再以155°C /小時速率降溫至225°C，保溫2.5小時；再以215°C /小時速率升溫至335°C，再以155°C /小時速率降溫至205°C，再以205°C /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35、硫酸鋁3.4、螢石
5.5、氧化錳1.5、三聚磷酸鉀1.5、天青石粉2.5、秸桿灰燼1.5、玉石粉3.5、蒙脫石1.5、硝酸鈉3.5、氟化鈣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170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13Mpa下壓制成坯，然后，在930°C下煅燒3.4小時，冷卻后，再粉碎成200目粉末，即得。
[0013]本發(fā)明含鉺泵軸合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1180MPa，屈服強度956MPa，延伸率14.6%，斷面收縮率33%，沖擊吸收功54J，沖擊韌性64J/cm2，硬度286HB。
【權利要求】
1.一種含鉺泵軸合金鋼材料，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 1.6-1.8、錳 2.7-3.1、鉻 1.2-1.4、鎳 0.02-0.04、鑰 0.5-0.7、鈮 0.3-0.5、鈦 0.12-0.17、鎂 2.1-2.3、Er0.12-0.16、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
2.根據(jù)權利要求1所述的含鉺泵軸合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:(1)、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、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、錳、鈦；(2)鉻、鎳；(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(jù)權利要求2所述的含鉺泵軸合金鋼材料的生產(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，再以150_160°C /小時速率降溫至600_610°C，再以220-230°C /小時速率升溫至930-940°C，保溫3_4小時；再以150_160°C /小時速率降溫至600-610°C，再以210-220°C /小時速率升溫至700-710°C，再以150_160°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫70-80分鐘；再以150_160°C /小時速率降溫至220_230°C，保溫2-3小時；再以210-220°C /小時速率升溫至330_340°C，再以150_160°C /小時速率降溫至200-210°C，再以200-210°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(jù)權利要求2所述的含鉺泵軸合金鋼材料的生產(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30-40、硫酸鋁3-4、螢石5-6、氧化錳1_2、三聚磷酸鉀1-2、天青石粉2-3、稻桿灰焊1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、硝酸鈉3_4、氟化|丐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】C22C38/58GK103643165SQ201310558342
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權日:2013年11月12日
【發(fā)明者】孔華英 申請人:銅陵市肆得科技有限責任公司