專利名稱：一種貝氏體氣缸套內襯及其制備方法
技術領域：
本發明屬于氣缸套技術領域，涉及一種貝氏體氣缸套內襯及其制備方法。
背景技術：
氣缸套是泥漿泵的關鍵零件之一，目前其材質多為普通碳鋼或合金中碳鋼做外襯，內襯為高鉻(Cr > 13%)白口鑄鐵，該類氣缸套內襯主要是依靠熔煉和熱處理形成回火馬氏體+碳化物來滿足強度、耐磨性的要求，沖擊韌性較差，例日本栗本鐵工含鉻10-15% 的CI XZL型號的球磨機襯板的性能抗拉強度Rm > 750MPa、沖擊韌性ak > 4J/cm2。目前，國內外的雙金屬缸套內襯鑄鐵產品幾乎都是高鉻白口鑄鐵，隨著泥漿泵的發展，內襯材料的強度、耐磨的要求更高，因此開發泥漿泵高強度耐磨內襯材料是一個急需要解決的問題。

發明內容
本發明的目的提供一種耐磨性好、強度高的貝氏體氣缸套內襯及其制備方法。本發明采用以下技術方案
一種貝氏體氣缸套內襯，按質量百分比計，內襯的組成為c :0. 75-0.95%，Si 1. 45-1. 65%, P < 0. 02%, S < 0. 023%, Mn 1. 85-1. 95%, Mo 0. 2-0. 25%, Cr 1. 5-1. 55%, Col. 5-1. 6%, V 0. 1-0. 3%, AL < 0. 3%，余量為鐵。貝氏體氣缸套內襯的制備方法，包括以下步驟(1)按照各成分如下質量百分比進行配料:C :0. 75-0. 95%, Si :1. 45-1. 65%, P < 0. 02%, S < 0. 023%, Mn :1. 85-1. 95%, Mo 0. 2-0. 25%, Cr 1. 5-1. 55%, Col. 5-1. 6%, V 0. 1-0. 3%, AL < 0. 3%，余量為鐵；
(2)熔煉成鋼管；
(3)鋼管機加工為內襯，留0.6mm余量；
(4)內襯送入中性爐于890-910°C下保溫，保溫時間為2.5-3min/mm (內襯壁厚)；然后淬入125-150°C淬火液進行等溫淬火，保溫30-35min ；
(5)淬火后的內襯放入100-120°C等溫油爐中回火，回火時間至少4小時。淬火液優選好富頓MT355型號等溫淬火油。本發明對內襯的成分進行了調整，其中Mn、Cr提高奧氏體穩定性，Mo消除P在晶界上的偏析、消除回火脆性，Si阻礙碳化物沉淀，Co提高r — a (奧氏體向鐵素體轉變)的自由能從而縮短貝氏體的形成時間，C共析鋼的碳量是為了降低Bs點。本發明的內襯在制備時先用通過中性氣氛加熱進行奧氏體化、然后通過等溫淬火獲得組織為下貝氏體和殘余奧氏體膜，最后通過低溫回火，使此材料凸顯出它的強度高、 沖擊韌性高、耐磨的優越性，這是在發現高鉻白口鑄鐵和球墨鑄鐵(ADI)內襯材料后，首次作為內襯材料的低溫形成的高強度貝氏體鋼，制得的內襯的組織為下貝氏體和殘余奧氏體膜，貝氏體片厚為20-40nm，其片間為殘余奧氏體膜；內襯材料性能如下硬度為HV > 550，Rm > 1. 5Gpa, ak > 30J/cm2，將其應用于鉆井機上，使用效果優良。
本發明的貝氏體氣缸套內襯相對于現有的泥漿泵內襯材料，具有以下優點耐磨性好、強度高、沖擊韌性高；制備工藝簡單、穩定。


圖1為本發明回火后氣缸套內襯的金相組織。
具體實施例方式實施例1
按質量百分比計，內襯的組成
C 0. 9% ； Si 1. 6% ； P 0. 015% ； S :0. 013% ； Mn :1. 92%; Mo :0. 21% ;Cr :1. 51% ； Co: 1.56%; V 0. 12% ； AL:0. 09% 制備
(1)按照各成分如下質量百分比進行配料；
(2)熔煉成鋼管；
(3)鋼管機加工為內襯，留0.6mm余量；
(4)內襯送入中性爐于890°C下保溫，保溫時間為anin/mm(內襯壁厚);然后淬入125°C 淬火液，保溫35min ；
(5)淬火后的內襯放入100°C等溫油爐中回火得到貝氏體氣缸套內襯，回火時間4小時。所得貝氏體氣缸套內襯機械性能硬度:610HV, Rm: 1. 62Gpa, ak:35J/cm2。所得貝氏體氣缸套內襯的金相組織如圖1所示，由圖1看出，該內襯的組織為貝氏體。實施例2
按質量百分比計，內襯的組成
C 0. 75% ； Si 1. 65% ； P 0. 01% ； S 0. 02% ； Mn :1.95%; Mo 0. 2% ；Cr 1. 55% ； Co: 1. 51% ； V :0.3%; AL:0. 2% 制備
(1)按照各成分如下質量百分比進行配料；
(2)熔煉成鋼管；
(3)鋼管機加工為內襯，留0.6mm余量；
(4)內襯送入中性爐于900°C下保溫，保溫時間為2.5min/mm(內襯壁厚)；然后淬入 140°C淬火液，保溫33min ；
(5)淬火后的內襯放入110°C等溫油爐中回火得到貝氏體氣缸套內襯，回火時間4.5小時。所得貝氏體氣缸套內襯機械性能硬度:580HV, Rm: 1. 59Gpa，ak:33. 7J/cm2。實施例3
按質量百分比計，內襯的組成
C 0. 95% ； Si 1. 45% ； P :0. 013% ； S :0. 01% ； Mn :1. 85%; Mo 0. 25% ；Cr 1. 5% ； Co: 1.6%; V :0.1%; AL:0. 15% 制備
(1)按照各成分如下質量百分比進行配料；
(2)熔煉成鋼管；(3)鋼管機加工為內襯，留0.6mm余量；
(4)內襯送入中性爐于910°C下保溫，保溫時間為2.8min/mm(內襯壁厚)；然后淬入 150°C淬火液，保溫30min ；
(5)淬火后的內襯放入120°C等溫油爐中回火得到貝氏體氣缸套內襯，回火時間4小時。所得貝氏體氣缸套內襯機械性能硬度:568HV, Rm: 1. 52Gpa, ak:32. 8J/cm2。
權利要求
1.一種貝氏體氣缸套內襯，其特征在于按質量百分比計，內襯的組成為 C 0. 75-0. 95%, Si :1. 45-1. 65%, P <0. 02%, S < 0. 023%, Mn :1. 85-1. 95%, Mo 0. 2-0. 25%, Cr :1. 5-1. 55%, Col. 5-1. 6%, V :0. 1-0. 3%, AL < 0. 3%，余量為鐵。
2.權利要求1所述的貝氏體氣缸套內襯的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 按照各成分如下質量百分比進行配料=C 0. 75-0. 95%，Si 1. 45-1. 65%，P < 0. 02%, S <0. 023%, Mn 1. 85-1. 95%, Mo 0. 2-0. 25%, Cr 1. 5-1. 55%, Col. 5-1. 6%, V 0. 1-0. 3%, AL<0. 3%，余量為鐵；(2)熔煉成鋼管；(3)鋼管加工為內襯，留0.6mm余量；(4)內襯送入中性爐于890-910°C下保溫，然后淬入125-150°C淬火液，保溫30-35min；(5)淬火后的內襯放入100-120°C等溫油爐中回火，回火時間至少4小時。
全文摘要
本發明屬于氣缸套技術領域，涉及一種貝氏體氣缸套內襯及其制備方法。按質量百分比計，內襯的組成為C0.75-0.95%，Si1.45-1.65%，P＜0.02%，S＜0.023%，Mn1.85-1.95%，Mo0.2-0.25%,Cr1.5-1.55%，Co1.5-1.6%，V0.1-0.3%,AL＜0.3%，余量為鐵。本發明的貝氏體氣缸套內襯具有以下優點耐磨性好、強度高、沖擊韌性高；制備工藝簡單、穩定。
文檔編號F16J10/04GK102409246SQ20111040710
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者徐超, 楊淑娟, 殷建祥, 秦小才 申請人:河南省中原內配股份有限公司