[發明專利]一種高釩軸承用合金鋼材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310506138.4
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103614656A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 吳壽濤
• 申請（專利權）人: 銅陵市經緯流體科技有限公司
• 主分類號: C22C38/56
• 分類號: C22C38/56;C21C7/04;C21D1/26
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種高釩軸承用合金鋼材料及其制備方法。

背景技術

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

本發明的目的在于提供一種高釩軸承用合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有硬度高、耐磨性好、抗疲勞、耐腐蝕的優點。

本發明的技術方案如下：

一種高釩軸承用合金鋼材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳2.0-2.3、硅0.2-0.3、錳0.9-1.4、鉻2.7-3.1、鉬2.2-2.4、鎳0.7-0.9、鈮0.2-0.4、釩3-4、Yb0.04-0.07、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。

所述的高釩軸承用合金鋼材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：1-2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；（2）鎳、鉬；（3）鉻、鈮；（4）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-25分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以170-180℃/小時速率升溫至500-510℃，再以160-170℃/小時速率降溫至400-410℃，再以170-180℃/小時速率升溫至650-660℃，保溫60-70分鐘，再以170-180℃/小時速率升溫至930-945℃，保溫3-4小時；再以160-170℃/小時速率降溫至600-610℃，再以170-180℃/小時速率升溫至710-730℃，再以160-170℃/小時速率降溫至500-510℃，保溫60-80分鐘；再以160-170℃/小時速率降溫至200-220℃，保溫2-3小時；再以170-180℃/小時速率升溫至300-310℃，保溫40-60分鐘，再以170-180℃/小時速率升溫至540-550℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

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，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℃下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。

本發明的有益效果

本發明通過使用釩、稀土元素等元素，再經分次投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，形成的合金具有高強度、高硬度、耐沖擊、耐腐蝕、耐磨、熱強高的特點；使用部分廢鐵作為原料，并經過二次精煉，使品質更穩定均一。本發明合金鋼適用于泵車軸承等部件，使用壽命長。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

一種高釩軸承用合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳2.0-2.3、硅0.2-0.3、錳0.9-1.4、鉻2.7-3.1、鉬2.2-2.4、鎳0.7-0.9、鈮0.2-0.4、釩3-4、Yb0.04-0.07、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。

所述的高釩軸承用合金鋼材料的生產方法為：

（1）、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：（1）硅、錳；（2）鎳、鉬；（3）鉻、鈮；（4）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。