一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由下列重量份的原料制成：廢鋼（鐵含量不小于98％）65-68、Z18生鐵2-3、碳0.39-0.4、結(jié)晶硅0.4-0.45、鉻22-23、電解鎳12-13、鈰0.02-0.023、鋁5-5.2、錳1.2-1.3、硅化鈣0.8-0.86、鈣質(zhì)頁巖0.25-0.3、鋼渣粉0.6-0.7、光伏電池加工廢砂0.3-0.4、桃膠0.2-0.24、雜質(zhì)≤0.01。本發(fā)明通過一系列的處理工藝制成的材料具有良好的高溫屈服強度和高溫抗壓強度，耐腐蝕能力佳，非常適合汽車變速箱等零部件生產(chǎn)。
【專利說明】
一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車橋是汽車關(guān)鍵零部件之一，它既是傳動系的組成部分，也是行駛系的重要組成部分。汽車橋殼作為車橋的主體部分，是保證汽車正常運行和使用壽命的關(guān)鍵部件，所以對其機械強度、剛度和耐疲勞性能等都有較高要求。橋殼生產(chǎn)成本約占驅(qū)動橋總成本的百分之三十。特別是重型汽車在工作時由于道路及工況惡劣，橋殼承受著強烈的沖擊載荷，對橋殼的品質(zhì)要求更高。板焊橋殼由于受自身結(jié)構(gòu)及焊接工藝的限制，在使用過程中容易發(fā)生變形，出現(xiàn)漏油和裂紋等現(xiàn)象，難以滿足重型汽車的工作需要。為此，為了滿足了汽車承載量增加的需要，尤其是重型汽車的需求，需要研發(fā)一種鑄鋼材料，滿足汽車車橋的需要，同時可以取得一定的經(jīng)濟和社會效益。鑄態(tài)鑄鋼的強度硬度很低、沖擊性較差，無法滿足材料的使用要求，必須進行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚源_保高強韌低合金鑄鋼的安全應(yīng)用，同時利用熱處理工藝挖掘鑄鋼潛能，拓展其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )65-68、Z18生鐵2-3、碳0.39-0.4、結(jié)晶硅0.4-0.45、鉻22-23、電解鎳 12-13、鈰0.02-0.023、鋁5-5.2、錳1.2-1.3、硅化鈣0.8-0.86、鈣質(zhì)頁巖0.25-0.3、鋼渣粉0.6-0.7、光伏電池加工廢砂0.3-0.4、桃膠0.2-0.24、雜質(zhì)< 0.0I。
[0005]所述一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°C條件下進行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將鈣質(zhì)頁巖破碎成小顆粒后與光伏電池加工廢砂混合，放入球磨機中干磨40分鐘，過200目篩，然后與硅化鈣與鋼渣粉混合，繼續(xù)球磨30分鐘，形成混合粉末;將桃膠加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成粘液后混合粉末共同送入造粒機中，攪拌15分鐘后擠出造粒;將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥20分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟
(2)得到的復(fù)合脫氧劑進行最終脫氧，再進行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；
(4 )鑄件經(jīng)開箱、清砂后進行熱處理，把鑄件送入充滿氮氣的箱式電阻爐中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明通過科學(xué)合理的成分配比，采用廢鋼作為主要鐵基材料，通過預(yù)先機械合金化的方法，實現(xiàn)了鐵、碳、硅元素的復(fù)合;在鑄鋼的制備工藝中通過添加硅化鈣等成分通過適當(dāng)?shù)墓に囍瞥删哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)的復(fù)合脫氧劑，能夠快速與鋼水反應(yīng)，具有良好的脫氧、脫硫、增碳的效果，同時可改善鋼水流動性，有效去除鋼水中夾雜物，提高鋼水純凈度;再通過合理便捷的熱處理工藝，獲得一種強度高、塑性好、低溫韌性佳的綜合性能尚的鑄鋼材料。
[0007]本發(fā)明在鑄鋼的過程中添加高含量的鉻、鎳成分，配合添加適量的鋁元素，使得固溶強化增強，可以在鋼中析出鎳-鋁金屬間化合物，從而可提高材料的硬度、熱強性、高溫抗氧化性;添加稀土鈰元素可降低腐蝕速率，通過一系列的處理工藝制成的材料具有良好的高溫屈服強度和高溫抗壓強度，耐腐蝕能力佳，非常適合汽車變速箱等零部件生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0008]—種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )65、Z18生鐵2、碳0.39、結(jié)晶硅0.4、鉻22、電解鎳12、鈰0.02、鋁5、錳1.2、硅化鈣0.8、鈣質(zhì)頁巖0.25、鋼渣粉0.6、光伏電池加工廢砂0.3、桃膠0.2、雜質(zhì)< 0.0I。
[0009]所述一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由以下具體步驟制備而成:
(1)將所有工具和模具在250°C條件下進行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；
(2)將鈣質(zhì)頁巖破碎成小顆粒后與光伏電池加工廢砂混合，放入球磨機中干磨40分鐘，過200目篩，然后與硅化鈣與鋼渣粉混合，繼續(xù)球磨30分鐘，形成混合粉末;將桃膠加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成粘液后混合粉末共同送入造粒機中，攪拌15分鐘后擠出造粒;將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥20分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；
(3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進行熔煉，將溫度升到1630°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進行最終脫氧，再進行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；
(4 )鑄件經(jīng)開箱、清砂后進行熱處理，把鑄件送入充滿氮氣的箱式電阻爐中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
[0010]本發(fā)明產(chǎn)品依據(jù)QC/T533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗方法》和QC/T534-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗評價指標(biāo)》進行臺架試驗，其垂直彎曲疲勞壽命試驗循環(huán)次數(shù)大于等于80萬次，垂直彎曲靜強度試驗極限載荷大于等于800KN，均符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )65-68、Z18生鐵2-3、碳0.39-0.4、結(jié)晶硅0.4-0.45、鉻22-23、電解鎳 12-13、鈰0.02-0.023、鋁5-5.2、錳1.2-1.3、硅化鈣0.8-0.86、鈣質(zhì)頁巖0.25-0.3、鋼渣粉0.6-0.7,光伏電池加工廢砂0.3-0.4、桃膠0.2-0.24、雜質(zhì)< 0.0I。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，其特征在于，由以下具體步驟制備而成: (1)將所有工具和模具在250°C條件下進行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進行破碎成小顆粒，然后放入球磨機中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯； (2)將鈣質(zhì)頁巖破碎成小顆粒后與光伏電池加工廢砂混合，放入球磨機中干磨40分鐘，過200目篩，然后與硅化鈣與鋼渣粉混合，繼續(xù)球磨30分鐘，形成混合粉末;將桃膠加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成粘液后混合粉末共同送入造粒機中，攪拌15分鐘后擠出造粒;將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥20分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑； (3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進行最終脫氧，再進行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中； (4)鑄件經(jīng)開箱、清砂后進行熱處理，把鑄件送入充滿氮氣的箱式電阻爐中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。
【文檔編號】C22C33/00GK105986164SQ201511011282
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】楊賢亮
【申請人】安徽悅眾車身裝備有限公司