一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.4、硅0.8-1.1、錳1.9-2.3、鉻1.5-1.7、釩0.4-0.7、銅0.07-0.1、Dy0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、余量為鐵。本發(fā)明通過使用鉻、錳以及稀土元素鏑等多種元素，通過分次投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，形成的合金具有高屈服強度、高抗拉強度、高延伸率、耐磨的特點；本發(fā)明合金鋼適用于各種輸送管道，尤其適用于混凝土輸送泵管道，耐磨性好，使用壽命長。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產，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】一種混凝土泵輸送管用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，尤其涉及一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料及其制備方法。
[0002]【背景技術】
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】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高屈服強度、高抗拉強度、高延伸率、耐磨的優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料，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 0.8-1.1、錳 1.9-2.3、鉻 1.5-1.7、釩 0.4-0.7、銅 0.07-0.1、Dy0.04-0.07、S ≤ 0.05、P ≤ 0.05、余量為鐵。
[0005]所述的混凝土泵輸送管用合金鋼材料的生產方法，其特征在于:
(I)、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、錳、Dy ; (2 )鉻、釩、銅；各批次投入元素的時間間隔為21-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-220°C /小時速率升溫至500-510°C，再以160-1700C /小時速率降溫至400-410°C，再以200-220°C /小時速率升溫至650-660°C，保溫60-70分鐘，再以200-220 °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600-620°C，再以200-220°C /小時速率升溫至710-730°C，再以130-140°C /小時速率降溫至500-51 0°C，保溫60-80分鐘；再以130-140°C /小時速率降溫至200-220°C，保溫2-3小時；再以180-200°C /小時速率升溫至380-400°C，保溫40-60分鐘，再以130-140°C /小時速率降溫至300-31 0°C，保溫40-60分鐘，再以180-200°C /小時速率升溫至540-550°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3-4、氧化鋅1-2、鋁粉1-2、硝酸鈉3-5、白云石粉3-4、高嶺土 2-3、氟化鋯1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟硅酸鈉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)明通過使用鉻、錳以及稀土元素鏑等多種元素，通過分次投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，形成的合金具有高屈服強度、高抗拉強度、高延伸率、耐磨的特點；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。本發(fā)明合金鋼適用于各種輸送管道，尤其適用于混凝土輸送泵管道，耐磨性好，使用壽命長。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，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。
【具體實施方式】
[0009]一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.4、硅 0.8-1.1、錳 1.9-2.3、鉻 1.5-1.7、釩 0.4-0.7、銅 0.07-0.1、Dy0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、余量為鐵。
[0010]所述的混凝土泵輸送管用合金鋼材料的生產方法如下:
(I)、準備生鐵與廢鐵按1:1.5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、Dy ; (2 )鉻、釩、銅；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210°C /小時速率升溫至505°C，再以165°C /小時速率降溫至405°C，再以210°C /小時速率升溫至655°C，保溫65分鐘，再以210°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610°C，再以210°C /小時速率升溫至720°C，再以135°C /小時速率降溫至505°C，保溫70分鐘；再以135°C /小時速率降溫至210°C，保溫2.5小時；再以190°C /小時速率升溫至390°C，保溫50分鐘，再以135°C /小時速率降溫至305°C，保溫50分鐘，再以190°C /小時速率升溫至545°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3.5、氧化鋅1.5、鋁粉
1.5、硝酸鈉4、白云石粉3.5、高嶺土 2.5氟化鋯1.5、玉石粉3.5、蒙脫石1.5、氟硅酸鈉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2.5%的硅烷偶聯劑KH-550U.5%的納米碳粉，混合均勻后，在IlMpa下壓制成還，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)明混凝土泵輸送管用合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1362MPa，屈服強度969MPa，延伸率15.6%,斷面收縮率25.1%,沖擊吸收功54.8J，沖擊韌性65.7J/cm2，硬度 269.4HB。
【權利要求】
1.一種混凝土泵輸送管用合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為-M 0.2-0.4、硅 0.8-1.1、錳 1.9-2.3、鉻 1.5-1.7、釩 0.4-0.7、銅 0.07-0.1、Dy0.04-0.07、S ≤0.05、P ≤0.05、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的混凝土泵輸送管用合金鋼材料的生產方法，其特征在于: (I)、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:(I)硅、錳、Dy ; (2 )鉻、釩、銅；各批次投入元素的時間間隔為21-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的混凝土泵輸送管用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200-220°C/小時速率升溫至500-510°C，再以160_170°C /小時速率降溫至400-410°C，再以200-220°C /小時速率升溫至650_660°C，保溫60-70分鐘，再以200-220°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600-620°C，再以200-220°C /小時速率升溫至710_730°C，再以130_140°C /小時速率降溫至500-510°C，保溫60-80分鐘；再以130_140°C /小時速率降溫至200-220°C，保溫2-3小時；再以180-200 °C /小時速率升溫至380-400 °C，保溫40-60分鐘，再以130-140 0C /小時速率降溫至300-31 (TC，保溫40-60分鐘，再以180-200°C /小時速率升溫至540-550°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的混凝土泵輸送管用合金鋼材料的生產方法，其特征在于:工具鋼粉3-4、氧化鋅1-2、鋁粉1-2、硝酸鈉3-5、白云石粉3-4、高嶺土 2_3、氟化鋯1_2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟硅酸鈉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%的硅烷偶聯劑KH-550、l-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】C21C7/04GK103614646SQ201310506140
【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:銅陵市經緯流體科技有限公司