[發明專利]一種耐磨泵軸用中碳鋼材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310564298.4
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103667942A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 胡光榮
• 申請（專利權）人: 安徽榮達閥門有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術領域

本發明涉及金屬材料制備領域，尤其涉及一種耐磨泵軸用中碳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耐磨泵軸用中碳鋼材料及其制備方法，該合金材料具有耐磨性好、硬度高、耐沖擊的優點。

本發明的技術方案如下：

一種耐磨泵軸用中碳鋼材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.5-0.7、硅1.2-1.4、錳2.1-2.3、硼0.7-0.9、鉻1.7-2.1、鈰0.6-0.8、鈦1.2-1.4、Pd0.04-0.07、In0.05-0.08、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。

所述的耐磨泵軸用中碳鋼材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：0.5-1.5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、Pd；（2）硼、鉻、In；（3）其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以150-170℃/小時速率升溫至500-520℃，保溫60-80分鐘，再以150-170℃/小時速率降溫至700-720℃，再繼續以150-170℃/小時速率升溫至900-915℃，保溫3-4小時；再以160-170℃/小時速率降溫至600-620℃，再以210-230℃/小時速率升溫至740-750℃，再以130-140℃/小時速率降溫至560-570℃，保溫60-80分鐘；再以150-170℃/小時速率降溫至310-320℃，保溫2-3小時；再以160-170℃/小時速率升溫至420-430℃，再以120-130℃/小時速率降溫至250-260℃，再以160-170℃/小時速率升溫至520-540℃，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、電石粉3-4、鎂粉3-4、氧化鋅2-3、二氧化鈦1-2、偏磷酸鈉2-3、高嶺土粉5-6、氮化鋁粉1-2、氟化鋯1-2、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、氟化鈣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

本發明通過加入硼、鉻、鈰等多種元素，使中碳鋼的耐磨性、硬度大大增強；通過分次投放原料，合理控制鑄后熱處理溫度，提高了合金的綜合力學性能，耐沖擊性能增強；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。本發明合金鋼用于泵軸、不易損壞。

具體實施方式

一種耐磨泵軸用中碳鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.5-0.7、硅1.2-1.4、錳2.1-2.3、硼0.7-0.9、鉻1.7-2.1、鈰0.6-0.8、鈦1.2-1.4、Pd0.04-0.07、In0.05-0.08、S≤0.04、P≤0.04、余量為鐵。

所述的耐磨泵軸用中碳鋼材料的生產方法為：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：1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、錳、Pd；（2）硼、鉻、In；（3）其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料后攪拌均勻。