一種耐高溫泵殼合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種耐高溫泵殼合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.2-0.5、硅0.8-1.1、錳2.6-2.9、鉻2.1-2.3、鉬1.4-1.6、鎳0.25-0.45、Er0.18-0.23、Bi0.8-1.2、S≤0.05、P≤0.05、余量為鐵。本發明的合金鋼不僅具有韌性好、可塑性好的優點，還具有較高的硬度和優異的耐磨性能，耐高溫，加工性能好，焊接性能好，適合于制作耐磨泵殼。本發明使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，分批投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，使合金品質更穩定均一，提高了綜合力學性能。本發明精煉劑用于鑄造生產，明顯提高成品率，不會在鑄件表面產生氣孔，夾雜氧化物明顯降低。
【專利說明】一種耐高溫泵殼合金鋼材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種耐高溫泵殼合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術】[0002]泵閥工作的環境多樣，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，為高精尖技術發展提供保障，為社會發展提供動力，任務還很艱巨。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種耐高溫泵殼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、淬透性好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種耐高溫泵殼合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.5、硅 0.8-1.1、錳 2.6-2.9、鉻 2.1-2.3、鑰 1.4-1.6、鎳 0.25-0.45、Er0.18-0.23、Bi0.8-1.2、S ≤ 0.05、P ≤ 0.05、余量為鐵。
[0005]所述的耐高溫泵殼合金鋼材料的生產方法，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、鑰、鎳；(2)錳、Er；(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550_560°C，保溫60-70分鐘，再以220-230°C /小時速率升溫至750_760°C，再以190_200°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180-190°C /小時速率降溫至600-610°C，再以220-230°C /小時速率升溫至700-710°C，再以180-190°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫50-60分鐘；再以180_190°C /小時速率降溫至210-220°C，保溫2-3小時；再以220_230°C /小時速率升溫至340_350°C，再以180-190°C /小時速率降溫至200-210°C，再以200_210°C /小時速率升溫至530_540°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: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，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。
[0008]本發明的有益效果
本發明的合金鋼不僅具有韌性好、可塑性好的優點，還具有較高的硬度和優異的耐磨性能，耐高溫，加工性能好，焊接性能好，適合于制作耐磨泵殼。本發明使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，分批投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，使合金品質更穩定均一，提高了綜合力學性能。本發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]一種耐高溫泵殼合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
0.2-0.5、硅 0.8-1.1、錳 2.6-2.9、鉻 2.1-2.3、鑰 1.4-1.6、鎳 0.25-0.45、Er0.18-0.23、Bi0.8-1.2、S ≤0.05、P ≤0.05、余量為鐵。
[0010]所述的耐高溫泵殼合金鋼材料的生產方法為:
(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投入合金元素的批次順序為:(I)硅、鑰、鎳；(2 )錳、Er ; (3 )其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為24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555°C，保溫65分鐘，再以225°C /小時速率升溫至755°C，再以195°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185°C /小時速率降溫至605°C，再以225°C /小時速率升溫至705°C，再以185°C /小時速率降溫至490°C，保溫55分鐘；再以185°C /小時速率降溫至215°C，保溫2.5小時；再以225°C /小時速率升溫至345°C，再以185°C /小時速率降溫至205°C，再以205°C /小時速率升溫至535°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，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]本發明耐高溫泵殼合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度1109MPa，屈服強度873MPa，延伸率15%，斷面收縮率36%，沖擊吸收功56J，沖擊韌性65J/cm2，硬度282HB。
【權利要求】
1.一種耐高溫泵殼合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.2-0.5、硅 0.8-1.1、錳 2.6-2.9、鉻 2.1-2.3、鑰 1.4-1.6、鎳 0.25-0.45、Er0.18-0.23、Bi0.8-1.2、S ≤0.05、P ≤ 0.05、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的耐高溫泵殼合金鋼材料的生產方法，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、鑰、鎳；(2)錳、Er；(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.根據權利要求2所述的耐高溫泵殼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200-210°C /小時速率升溫至550-560°C，保溫60-70分鐘，再以220-2300C /小時速率升溫至750-760°C，再以190_200°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180_190°C /小時速率降溫至600-610°C，再以220-230°C /小時速率升溫至700-710°C，再以180_190°C /小時速率降溫至480-500°C，保溫50-60分鐘；再以180_190°C /小時速率降溫至210_220°C，保溫2-3小時；再以220-230°C/小時速率升溫至340_350°C，再以180_190°C /小時速率降溫至200-21 0°C，再以200-21 0°C /小時速率升溫至530_540°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的耐高溫泵殼合金鋼材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成: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，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】C22C33/04GK103643166SQ201310558354
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】孔華英 申請人:銅陵市肆得科技有限責任公司