一種泵閥用不銹鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種泵閥用不銹鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.6-0.8、硅0.2-0.4、錳1.2-1.4、鉻7.5-7.7、鉬1.5-1.7、鎢0.7-0.9、鈦0.4-0.6、AsO.04-0.07、S彡0.04、P彡0.04、余量為鐵。本發(fā)明通過使用鉻、鉬、鈦等元素對高碳鋼進(jìn)行改性，形成的合金不僅具有高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性，還具有熱強(qiáng)高、防腐蝕性能優(yōu)異的特點(diǎn)；通過分次投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，更提高了合金的綜合力學(xué)性能。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，氧化夾雜物在2級左右。本發(fā)明合金鋼用于泵軸、閥門、葉輪等，使用壽命增長80%。r1
【專利說明】一種泵閥用不銹鋼材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種泵閥用不銹鋼材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 泵閥工作的環(huán)境多樣，惡劣，對材質(zhì)的要求很高，目前泵閥用的合金鋼有多種多 樣，技術(shù)有很大進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)，以提高生 產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會發(fā)展提供動力，任務(wù)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閥用不銹鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高 硬度、耐磨性好、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種泵閥用不銹鋼材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為： 碳 0· 6-0. 8、硅 0· 2-0. 4、錳 L 2-1. 4、鉻 7. 5-7. 7、鑰 L 5-1. 7、鎢 0· 7-0. 9、鈦 0· 4-0. 6、 AsO. 04-0. 07、S 彡 0· 04、P 彡 0· 04、余量為鐵。
[0005] 所述的泵閥用不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于： (1) 、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1 :〇. 5-2比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn) 行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉 劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)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；（2)鉻、鈦、As ; (3) 其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006] 所述的鑄后熱處理是：先由室溫以170-190°C /小時速率升溫至640-650°C，保 溫50-60分鐘，再以130-140°C /小時速率降溫至510-520°C，再以170-190°C /小時速 率升溫至930-940°C，保溫4-5小時；再以130-140°C /小時速率降溫至600-620°C，再以 170-190°C /小時速率升溫至720-730°C，再以130-140°C /小時速率降溫至520-530°C， 保溫50-70分鐘；再以120-130°C /小時速率降溫至320-330 °C，保溫2-3小時；再以 170-190°C /小時速率升溫至440-450°C，再以130-140°C /小時速率降溫至220-230°C，再 以170-190°C /小時速率升溫至530-550°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、高嶺土 2-3、三氧化二鋁 卜2、氧化緩4_5、蒙脫石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸鈉2_3、二聚憐酸鈉1_2、剛玉粉 2-3、硫酸銅1-2、氟硅酸鉀2-3、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(dāng)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)明通過使用鉻、鑰、鈦等元素對高碳鋼進(jìn)行改性，形成的合金不僅具有高的硬度、 強(qiáng)度、耐磨性，還具有熱強(qiáng)高、防腐蝕性能優(yōu)異的特點(diǎn)；通過分次投放原料，合理控制鑄后熱 處理溫度，更提高了合金的綜合力學(xué)性能；使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過二次精煉，使品 質(zhì)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。本發(fā)明 合金鋼用于泵軸、閥門、葉輪等零部件，使用壽命增長80%。

【具體實施方式】
[0009] -種泵閥用不銹鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0. 6-0. 8、 硅 0· 2-0. 4、錳 L 2-1. 4、鉻 7. 5-7. 7、鑰 L 5-1. 7、鎢 0· 7-0. 9、鈦 0· 4-0. 6、AsO. 04-0. 07、 S彡0· 04、P彡0· 04、余量為鐵。
[0010] 所述的泵閥用不銹鋼材料的生產(chǎn)方法如下： (1) 、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1 :1比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫 硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二 次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)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；（2)鉻、鈦、As ; (3) 其它剩余成分；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180°c /小時速率升溫至645°C，保溫55分鐘， 再以135°C /小時速率降溫至515°C，再以180°C /小時速率升溫至935°C，保溫4. 5小時； 再以5°C /小時速率降溫至610°C，再以180°C /小時速率升溫至725°C，再以135°C /小時 速率降溫至525°C，保溫60分鐘；再以125°C /小時速率降溫至325°C，保溫2. 5小時；再以 180°C /小時速率升溫至445°C，再以135°C /小時速率降溫至225°C，再以180°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3. 5、高嶺土 2. 5、三氧 化二鋁1. 5、氧化鎂4. 5、蒙脫石1. 5、氟化鋯1. 5、明礬2. 5、海藻酸鈉2. 5、三聚磷酸鈉1. 5、 剛玉粉2. 5、硫酸銅1. 5、氟硅酸鉀2. 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(dāng)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下壓制成述，然后，在 920°C下煅燒3. 5小時，冷卻后，再粉碎成210目粉末，即得。
[0013] 本發(fā)明泵閥用不銹鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度1387MPa，屈服強(qiáng)度945. 4MPa， 延伸率13. 1 %，斷面收縮率23. 3%，沖擊吸收功50. 8J，沖擊韌性61. Ij/cm2,硬度291HB。
【權(quán)利要求】
1. 一種泵閥用不銹鋼材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為： 碳 0· 6-0. 8、硅 0· 2-0. 4、錳 L 2-1. 4、鉻 7. 5-7. 7、鑰 L 5-1. 7、鎢 0· 7-0. 9、鈦 0· 4-0. 6、 AsO. 04-0. 07、S 彡 0· 04、P 彡 0· 04、余量為鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵閥用不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于： (1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1 :〇. 5-2比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn) 行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉 劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)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；（2 )鉻、鈦、As ;(3 ) 其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-25分鐘，投料后攪拌均勻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵閥用不銹鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述的鑄后 熱處理是：先由室溫以170_190°C /小時速率升溫至640-650°C，保溫50-60分鐘，再以 130-140°C /小時速率降溫至510-520°C，再以170-190°C /小時速率升溫至930-940°C， 保溫4-5小時；再以130-140°C /小時速率降溫至600-620°C，再以170-190°C /小時速率 升溫至720-730°C，再以130-140°C /小時速率降溫至520-530°C，保溫50-70分鐘；再以 120-130°C /小時速率降溫至320-330°C，保溫2-3小時；再以170-190°C /小時速率升溫至 440-450°C，再以130-140°C /小時速率降溫至220-230°C，再以170-190°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(quán)利要求2所述的泵閥用不銹鋼材料的生產(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3-4、高嶺土 2-3、三氧化二鋁1-2、氧化鎂4-5、蒙脫 石卜2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸鈉2_3、二聚憐酸鈉1_2、剛玉粉2_3、硫酸銅1_2、氟 硅酸鉀2-3、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(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑 KH-550U-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】C21D6/00GK104213027SQ201410381006
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】胡光榮 申請人:安徽榮達(dá)閥門有限公司