[發明專利]一種耐磨柱塞及其制備方法

在審

• 申請號: 201711044233.1
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108118259A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 鮑忠雄;鮑建光;李國年
• 申請（專利權）人: 寧波百瑞天然氣高壓壓縮機有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/34;C22C38/02;C22C38/32;C22C38/22;C22C38/20;C22C33/04
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243
• 代理人: 洪珊珊

本發明屬于高壓壓縮機零部件技術領域，具體涉及耐磨柱塞及其制備方法。該柱塞包括以下重量百分比組分：Cu：1?5％，Cr：0.5?1％，Mo：0.2?0.5％，P：1.2?3.5％，Si：0.8?2％，B：0.5?1.2％，Mn：10?15％，Fe：76?90％。所述柱塞的制備方法包括以下步驟：將稱量好的組分加熱融化，澆鑄得鑄坯，然后進行熱處理，得到柱塞。本發明的柱塞具有優異的硬度和韌性以及耐磨和耐熱性質等，綜合性能優異。

技術領域

本發明屬于高壓壓縮機零部件技術領域，具體涉及耐磨柱塞及其制備方法。

背景技術

高壓壓縮機是機械工業的基礎產品，其廣泛應用于各行業。空氣壓縮機是將驅動機(電動機或柴油機)輸出的旋轉機械能轉換為氣體的壓力能，為氣動系統(或氣力吹掃點)提供動力的核心設備。

柱塞是高壓壓縮機核心部件之一，它是利用其耐磨耐腐蝕的特點，配合高壓密封圈，在往復運動中，使水或液相工作介質形成高壓流體。柱塞一般形狀是由長徑比10～20的實芯或空芯桿狀結構組成，由于工作壓力高，長期在高壓下與密封材料往復磨擦和沖擊推拉，所以不但要求構成柱塞的材料硬度高，韌性好，而且要求高的外形尺寸和表面光潔度。柱塞材料通常由耐磨金屬組成，但在石油、化工、制藥、食品以及高壓水射流切割、清洗行業中，液相工作介質常由純水或海水組成，不但工作介質壓力高，潤滑性差，并含硬質固相粒子，容易在應用中引起金屬柱塞的銹蝕和磨損，造成高壓壓縮機連續工作壽命短，或運行失效。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐磨柱塞及其制備方法，通過調整柱塞的化學成分使得柱塞具有良好的硬度和韌性，提高柱塞的耐磨和耐熱性質，延長柱塞使用壽命。

為了達到本發明的一個目的，本發明采用以下技術方案：一種耐磨柱塞，其特征在于，所述柱塞包括以下重量百分比組分：

Cu：1-5％，Cr：0.5-1％，Mo：0.2-0.5％，P：1.2-3.5％，Si：0.8-2％，B：0.5-1.2％，Mn：10-15％，Fe：76-90％。

P一般被視為有害非金屬雜質，其在合金凝固過程中的偏析傾向很大，并促進其它元素的偏析和有害相析出，降低合金的凝固速度和終凝溫度，從而最終影響合金的綜合性能，因此在現有技術中將P在合金中的含量控制為≤0.02％。但是在本發明中，通過提高Mn元素含量，同時將P含量提高到1.2-3.5％(遠高于現有技術需要控制的含量≤0.02％)，通過各元素之間的相互作用，竟然獲得了意想不到的技術效果：因高含量的Mn以及組分之間其它元素的合理搭配，P在合金凝固中的易偏析現象消失，反而促進合金晶粒細化度和硬質相的產生。

作為優選，柱塞組分還包括Ti、V和Nb等微合金化元素，可以細化晶粒、沉淀強化來提高鋼的強度，添加量＜5.0％。

作為優選，所述柱塞包括以下重量百分比組分：

Cu：2-4％，Cr：0.8-1％，Mo：0.3-0.5％，P：2.0-3.0％，Si：1.0-1.8％，B：0.6-1.0％，Mn：12-14％，Fe：78-86％。

作為優選，所述柱塞組分重量百分比滿足4.5≤Mn/P≤6。

為了達到本發明的另一個目的，本發明采用以下技術方案：一種耐磨柱塞的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：按柱塞組分配方稱取原料，將稱量好原料加熱融化，澆鑄得鑄坯，然后進行熱處理，得柱塞。

作為優選，加熱融化處理中加入占熔化液總量0.5-1.5％的精煉劑。