一種泵車用高耐磨合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種泵車用高耐磨合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、硅1.4-1.7、錳4.2-4.4、鉻1.7-2.1、鉬0.4-0.7、鋁0.1-0.3、硼0.3-0.5、鈦0.5-0.8、La0.04-0.07、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。本發(fā)明合金鋼硬度高、耐磨性極好、強韌性高、可塑性好、耐腐蝕性較好,適用于強磨損環(huán)境中工作，如泵車罐體、輸送管等，使用壽命長；本發(fā)明使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過二次精煉，使品質更穩(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，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。
【專利說明】一種泵車用高耐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，尤其涉及一種泵車用高耐磨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(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種泵車用高耐磨合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有硬度高、極其耐磨、耐沖擊的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
一種泵車用高耐磨合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 1.4-1.7、錳 4.2-4.4、鉻 1.7-2.1、鑰 0.4-0.7、鋁 0.1-0.3、硼 0.3-0.5、鈦 0.5-0.8、La0.04-0.07、S ≤0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0005]所述的泵車用高耐磨合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)、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(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、錳、鈦；(2 )鉻、鋁、La ;
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-23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600-610°C，再以150-1600C /小時速率降溫至480-490°C，再以200-210°C /小時速率升溫至750_760°C，保溫60-70分鐘，再以200-210 °C /小時速率升溫至910-925 °C，保溫3_4小時；再以150-160 0C /小時速率降溫至600-61 (TC，再以200-21 (TC /小時速率升溫至710_730°C，再以150-160°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫60-80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200-210°C /小時速率升溫至300-310°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520_530°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30-34、竹炭3-5、檸檬酸2_3、氧化鈣4-5、天然硅灰石2-3、納米二氧化鈦1-2、四氧化三鐵3-4、磷酸二氫鉀2_3、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、硝酸鈉3-4、硝酸鉀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)明通過合理設置原料配比，分批投放原料，合理控制鑄后處理溫度，得到的合金鋼硬度高、耐磨性極好、強韌性高、可塑性好、耐腐蝕性較好，適用于強磨損環(huán)境中工作，如泵車罐體、輸送管等，使用壽命長；本發(fā)明使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過二次精煉，使品質更穩(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]一種泵車用高耐磨合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
0.2-0.4、硅 1.4-1.7、錳 4.2-4.4、鉻 1.7-2.1、鑰 0.4-0.7、鋁 0.1-0.3、硼 0.3-0.5、鈦
0.5-0.8、La0.04-0.07、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0010]所述的泵車用高耐磨合金鋼材料的生產(chǎn)方法如下:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:0.7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(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、錳、鈦；(2 )鉻、鋁、La ;
(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22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605°C，再以155°C /小時速率降溫至485°C，再以205°C /小時速率升溫至755°C，保溫65分鐘，再以205°C /小時速率升溫至915°C，保溫3.5小時；再以155°C /小時速率降溫至605°C，再以205°C /小時速率升溫至720°C，再以155°C /小時速率降溫至505°C，保溫70分鐘；再以155°C /小時速率降溫至225°C，保溫2.5小時；再以205°C /小時速率升溫至305°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525°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32、竹炭4、檸檬酸
2.5、氧化鈣4.5、天然硅灰石2.5、納米二氧化鈦1.5、四氧化三鐵3.5、磷酸二氫鉀2.5、玉石粉3.5、蒙脫石1.5、硝酸鈉3.5、硝酸鉀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2.5%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550U.5%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3.5小時，冷卻后，再粉碎成200目粉末，即得。
[0013]本發(fā)明泵車用高耐磨合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1320MPa，屈服強度943MPa，延伸率13.5%，斷面收縮率26.7%，沖擊吸收功52.5J，沖擊韌性62.1j/cm2，硬度295HB。
【權利要求】
1.一種泵車用高耐磨合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 1.4-1.7、錳4.2-4.4、鉻 1.7-2.1、鑰 0.4-0.7、鋁 0.1-0.3、硼 0.3-0.5、鈦 0.5-0.8、La0.04-0.07、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
2.根據(jù)權利要求1所述的泵車用高耐磨合金鋼材料的生產(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(nèi)投入合金元素的批次順序為:(1)硅、錳、鈦；(2)鉻、鋁、La;(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-23分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權利要求2所述的泵車用高耐磨合金鋼材料的生產(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600-610°C，再以150_160°C /小時速率降溫至480-490°C，再以200-210°C /小時速率升溫至750_760°C，保溫60-70分鐘，再以200-210°C /小時速率升溫至910-925°C，保溫3-4小時；再以150_160°C /小時速率降溫至600-610°C，再以200-210°C /小時速率升溫至710-730°C，再以150_160°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫60-80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200-210°C /小時速率升溫至300-310°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520_530°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權利要求2所述的泵車用高耐磨合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:工具鋼粉30_34、竹炭3_5、朽1橡酸2_3、氧化|丐4_5、天然娃灰石2_3、納米二氧化欽1_2、四氧化二鐵3-4、磷酸二氫鉀2-3、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、硝酸鈉3_4、硝酸鉀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。
【文檔編號】C21D6/00GK103614644SQ201310506069
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】吳壽濤 申請人:銅陵市經(jīng)緯流體科技有限公司