一種大型泵軸承用高速鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種大型泵軸承用高速鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳1.2-1.4、硅1.0-1.3、錳0.8-1.0、鉻2.7-3.1、鎢3.9-4.3、鉬1.2-1.5、釩0.4-0.7、鈷0.08-0.14、Nd0.08-0.10、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。本發明合金鋼具有耐磨性好、韌性好、紅硬性好、基體強度高、性能價格比較高的優點；本發明合金鋼適用于大型高溫作業泵車的軸承，不易損壞，成本低。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，氧化夾雜物在2級左右。
【專利說明】一種大型泵軸承用高速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，尤其涉及一種大型泵軸承用高速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大型泵軸承用高速鋼材料及其制備方法，該合金材料具有耐磨性好、韌性好、紅硬性好的優點。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種大型泵軸承用高速鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 1.2-1.4、硅 1.0-1.3、錳 0.8-1.0、鉻 2.7-3.1、鎢 3.9-4.3、鑰 1.2-1.5、釩 0.4-0.7、鈷 0.08-0.14、Nd0.08-0.10、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0005]所述的大型泵軸承用高速鋼材料的生產方法，其特征在于:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:2-3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、鉻；(2)錳、釩、鈷；(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220_230°C /小時速率升溫至500-510°C，保溫60-70分鐘，再以220-230°C /小時速率升溫至700_710°C，再以170_180°C /小時速率降溫至500-510°C，再以240-250°C /小時速率升溫至950-970°C，保溫3-4小時；再以170-180°C /小時速率降溫至600-610°C，再以230-240°C /小時速率升溫至700-710°C，再以170-180°C /小時速率降溫至490-500°C，保溫70-80分鐘；再以170_180°C /小時速率降溫至220-230°C，保溫2-3小時；再以220_240°C /小時速率升溫至340_350°C，再以150-160°C /小時速率降溫至200-210°C，再以210_220°C /小時速率升溫至535_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]本發明的有益效果
本發明合金鋼具有耐磨性好、韌性好、紅硬性好、基體強度高、性能價格比較高的優點；本發明使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，合理控制鑄后熱處理溫度，分批投放原料，使合金品質更穩定均一，提高綜合力學性能；本發明合金鋼適用于大型高溫作業泵車的軸承，不易損壞，成本低。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]一種大型泵軸承用高速鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳
1.2-1.4、硅 1.0-1.3、錳 0.8-1.0、鉻 2.7-3.1、鎢 3.9-4.3、鑰 1.2-1.5、釩 0.4-0.7、鈷0.08-0.14、Nd0.08-0.10、S ≤0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
[0010]所述的大型泵軸承用高速鋼材料的生產方法為:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:2.5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:(1)硅、鉻；(2)錳、釩、鈷；(3)其他剩余成分；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225°C /小時速率升溫至505°C，保溫65分鐘，再以225°C /小時速率升溫至705°C，再以175°C /小時速率降溫至505°C，再以245°C /小時速率升溫至960°C，保溫3.5小時；再以175°C /小時速率降溫至605°C，再以235°C /小時速率升溫至705°C，再以175°C /小時速率降溫至495°C，保溫75分鐘；再以175°C /小時速率降溫至225°C，保溫2.5小時；再以230°C /小時速率升溫至345°C，再以155°C /小時速率降溫至205°C，再以215°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]本發明大型泵軸承用高速鋼材料的機械性能為:屈服強度969MPa，延伸率13.2%,斷面收縮率27.8%，沖擊吸收功51J，沖擊韌性63J/cm2，硬度290HB。
【權利要求】
1.一種大型泵軸承用高速鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 1.2-1.4、硅 1.0-1.3、錳0.8-1.0、鉻2.7-3.1、鎢 3.9-4.3、鑰 1.2-1.5、釩 0.4-0.7、鈷 0.08-0.14、Nd0.08-0.10、S ≤ 0.04、P ≤ 0.04、余量為鐵。
2.根據權利要求1所述的大型泵軸承用高速鋼材料的生產方法，其特征在于: (1)、準備生鐵與廢鐵按1:2-3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、鉻；(2)錳、釩、鈷；(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所述的大型泵軸承用高速鋼材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以220-230°C /小時速率升溫至500-510°C，保溫60-70分鐘，再以220-230°C /小時速率升溫至700-710°C，再以170_180°C /小時速率降溫至500_510°C，再以240-250°C /小時速率升溫至950-970°C，保溫3_4小時；再以170_180°C /小時速率降溫至600-610°C，再以230-240°C /小時速率升溫至700_710°C，再以170_180°C /小時速率降溫至490-500°C，保溫70-80分鐘；再以170_180°C /小時速率降溫至220_230°C，保溫2-3小時；再以220-240°C /小時速率升溫至340_350°C，再以150_160°C /小時速率降溫至200-210°C，再以210-220°C /小時速率升溫至535_550°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據權利要求2所述的大型泵軸承用高速鋼材料的生產方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份 的原料制成: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、稻桿灰焊1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、硝酸鈉3_4、氟化|丐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】C21C7/00GK103643132SQ201310558368
【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