本发明涉及水冷喷嘴材料技术领域，尤其涉及一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法。
背景技术：
冶金领域的水冷设备往往用于淬火等热处理，使所得合金得到强化，所以要求水冷设备具有优秀的耐高温性能。而水冷中的冷却液往往采用水或盐溶液，容易使水冷设备表面生锈，故水冷设备还需要具有较高的耐腐蚀性能。合金在水冷过程中会与水冷设备发生摩擦，因此水冷设备还需要具有较强的耐磨性能。
现有技术中的水冷设备材料往往耐腐蚀性能不足，需要一种新的耐腐蚀钢材用于水冷设备。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法，所得耐腐蚀钢具有优异的耐腐蚀性能，而且耐磨、耐高温性能良好。
本发明提出的一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原材料升温至熔融状态得到液态合金，其中液态合金的组分按重量百分比包括：C：0.1～0.25％，Cr：1.2～1.5％，Al：0.3～0.6％，Mg：1.2～1.6％，Zr：0.2～0.3％，Ni：0.4～0.6％，Mn：1.2～1.3％，Mo：0.08～0.12％，V：0.1～0.13％，Co：0.03～0.06％，Ga：0.02～0.05％，Ti：1.5～1.6％，Si：0.6～0.8％，其余为Fe；然后浇注得到钢坯；
S2、热处理；
S3、渗硼；
S4、覆转化膜。
优选地，S2中，热处理的具体步骤为：将钢坯升温以5～8℃/min的升温速度升温至620～650℃，保温2～2.5h，接着以1～1.5℃/min的升温速度升温至880～900℃，保温45～55min，再升温至980～1000℃，保温3～4h，然后油冷至230～260℃，再升温至500～520℃，保温1～2h，空冷至室温。
优选地，S3中，渗硼的具体步骤为：将热处理后的钢坯进行预处理，然后置于渗硼剂中，升温至870～880℃，保温9～10h得到渗硼后钢坯。
优选地，S3的渗硼过程中，渗硼剂按重量份包括：碳化硼3～5份，硼砂14～18份，氟硼酸钾1.5～2.5份，氟硅酸钠1.5～2份，碳酸钠4～6份，碳化硅45～55份，三氧化二铝28～32份。
优选地，S3的渗硼过程中，渗硼剂的使用量为1.5～1.8g/cm2。
优选地，S3的渗硼过程中，预处理的具体操作如下：将热处理后的钢坯置于丙酮中静置10～15min，然后进行超声清洗10～15min，取出水洗后，再置于盐酸中静置10～15min，取出水洗，干燥。
优选地，S4中，覆转化膜的具体步骤为：将渗硼后钢坯进行清洗，然后置于转化液中，升温至45～55℃，保温15～20min，干燥得到用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢。
优选地，S4的覆转化膜过程中，转化液包括：78～82g/L硅烷偶联剂，3～6g/L硝酸钇，2～6g/L植酸钠，2～3g/L硝酸，7～10g/L氟硅酸钾，10～12g/L氟钛酸铵，7～10g/L甘油，溶剂为水。
本发明采用低铬低碳的钢材作为基体具有优良的耐冲击性能，而通过锆、镍、锰、钼、钒、钴等元素配合，不仅可以细化合金组织，同时形成稳定的难熔金属化合物，提高本发明的硬度、耐腐蚀、耐磨、耐热性能，而且净化晶界，降低蠕变过程中晶界扩散速率，提高塑性和强度；淬火回火后进行渗硼，渗硼剂分解产生的硼原子迁移到试样表面发生反应生成了Fe2B相，随着渗硼剂供应的硼原子增多，Fe2B的生成速度加快，进一步提高渗硼剂分解，使硼原子在表面的进一步堆积，然后开始形成FeB相，硼化物FeB和Fe2B是非常稳定的化合物，具有良好的热硬性，使本发明经渗硼后在800℃以下的温度时，能够保持很高的硬度，其耐磨性随着提高，而且稳定好；在高温下钢材表面的FeB和Fe2B将会与氧发生反应，产生B2O3会使氧化的过程停止或降低到极缓慢的程度，进而使材料的表面受到一定的保护；渗硼后覆转化膜，采用硅烷偶联剂和硝酸钇发生交联作用，形成致密的膜层，而植酸钠与硅烷偶联剂、硝酸钇配合，起到弥散、填充的作用，进一步提高转化膜的致密程度；而氟硅酸钾和氟钛酸铵配合，封闭转化膜中的活性基团，进一步提高转化膜的耐腐蚀性能；同时由于钇的电负性小、化学活性大，可在钢表面形成许多活性中心，加速活性硼原子在钢表面的吸附，稀土元素为硼原子向基体内扩散提供条件，进一步提高了本发明硬度。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原材料升温至熔融状态得到液态合金，其中液态合金的组分按重量百分比包括：C：0.1％，Cr：1.5％，Al：0.3％，Mg：1.6％，Zr：0.2％，Ni：0.6％，Mn：1.2％，Mo：0.12％，V：0.1％，Co：0.06％，Ga：0.02％，Ti：1.6％，Si：0.6％，其余为Fe；然后浇注得到钢坯；
S2、将钢坯升温以8℃/min的升温速度升温至620℃，保温2.5h，接着以1℃/min的升温速度升温至900℃，保温45min，再升温至1000℃，保温3h，然后油冷至260℃，再升温至500℃，保温2h，空冷至室温；
S3、将热处理后的钢坯置于丙酮中静置10min，然后进行超声清洗15min，取出水洗后，再置于盐酸中静置10min，取出水洗，干燥，然后置于渗硼剂中，渗硼剂的使用量为1.8g/cm2，升温至870℃，保温10h得到渗硼后钢坯；渗硼剂按重量份包括：碳化硼3份，硼砂18份，氟硼酸钾1.5份，氟硅酸钠2份，碳酸钠4份，碳化硅55份，三氧化二铝28份；
S4、将渗硼后钢坯进行清洗，然后置于转化液中，升温至55℃，保温15min，干燥得到用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢；转化液包括：82g/L硅烷偶联剂，3g/L硝酸钇，6g/L植酸钠，2g/L硝酸，10g/L氟硅酸钾，10g/L氟钛酸铵，10g/L甘油，溶剂为水。
实施例2
本发明提出的一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原材料升温至熔融状态得到液态合金，其中液态合金的组分按重量百分比包括：C：0.25％，Cr：1.2％，Al：0.6％，Mg：1.2％，Zr：0.3％，Ni：0.4％，Mn：1.3％，Mo：0.08％，V：0.13％，Co：0.03％，Ga：0.05％，Ti：1.5％，Si：0.8％，其余为Fe；然后浇注得到钢坯；
S2、将钢坯升温以5℃/min的升温速度升温至650℃，保温2h，接着以1.5℃/min的升温速度升温至880℃，保温55min，再升温至980℃，保温4h，然后油冷至230℃，再升温至520℃，保温1h，空冷至室温；
S3、将热处理后的钢坯置于丙酮中静置15min，然后进行超声清洗10min，取出水洗后，再置于盐酸中静置15min，取出水洗，干燥，然后置于渗硼剂中，渗硼剂的使用量为1.5g/cm2，升温至880℃，保温9h得到渗硼后钢坯；渗硼剂按重量份包括：碳化硼5份，硼砂14份，氟硼酸钾2.5份，氟硅酸钠1.5份，碳酸钠6份，碳化硅45份，三氧化二铝32份；
S4、将渗硼后钢坯进行清洗，然后置于转化液中，升温至45℃，保温20min，干燥得到用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢；转化液包括：78g/L硅烷偶联剂，6g/L硝酸钇，2g/L植酸钠，3g/L硝酸，7g/L氟硅酸钾，12g/L氟钛酸铵，7g/L甘油，溶剂为水。
实施例3
本发明提出的一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原材料升温至熔融状态得到液态合金，其中液态合金的组分按重量百分比包括：C：0.15％，Cr：1.4％，Al：0.4％，Mg：1.5％，Zr：0.23％，Ni：0.55％，Mn：1.22％，Mo：0.11％，V：0.11％，Co：0.05％，Ga：0.03％，Ti：1.56％，Si：0.65％，其余为Fe；然后浇注得到钢坯；
S2、将钢坯升温以7℃/min的升温速度升温至630℃，保温2.4h，接着以1.2℃/min的升温速度升温至895℃，保温48min，再升温至990℃，保温3.2h，然后油冷至250℃，再升温至505℃，保温1.6h，空冷至室温；
S3、将热处理后的钢坯置于丙酮中静置12min，然后进行超声清洗14min，取出水洗后，再置于盐酸中静置11min，取出水洗，干燥，然后置于渗硼剂中，渗硼剂的使用量为1.7g/cm2，升温至872℃，保温9.8h得到渗硼后钢坯；渗硼剂按重量份包括：碳化硼3.5份，硼砂17份，氟硼酸钾1.8份，氟硅酸钠1.9份，碳酸钠4.5份，碳化硅52份，三氧化二铝29份；
S4、将渗硼后钢坯进行清洗，然后置于转化液中，升温至50℃，保温17min，干燥得到用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢；转化液包括：80g/L硅烷偶联剂，4g/L硝酸钇，5g/L植酸钠，2.5g/L硝酸，9g/L氟硅酸钾，10.5g/L氟钛酸铵，9g/L甘油，溶剂为水。
实施例4
本发明提出的一种用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原材料升温至熔融状态得到液态合金，其中液态合金的组分按重量百分比包括：C：0.2％，Cr：1.3％，Al：0.5％，Mg：1.3％，Zr：0.25％，Ni：0.45％，Mn：1.24％，Mo：0.1％，V：0.12％，Co：0.04％，Ga：0.04％，Ti：1.52％，Si：0.75％，其余为Fe；然后浇注得到钢坯；
S2、将钢坯升温以6～7℃/min的升温速度升温至630～640℃，保温2.2～2.4h，接着以1.2～1.3℃/min的升温速度升温至885～895℃，保温48～52min，再升温至985～990℃，保温3.2～3.5h，然后油冷至240～250℃，再升温至505～515℃，保温1.3～1.6h，空冷至室温；
S3、将热处理后的钢坯置于丙酮中静置12～13min，然后进行超声清洗12～14min，取出水洗后，再置于盐酸中静置11～12min，取出水洗，干燥，然后置于渗硼剂中，渗硼剂的使用量为1.6～1.7g/cm2，升温至872～875℃，保温9.5～9.8h得到渗硼后钢坯；渗硼剂按重量份包括：碳化硼3.5～4.5份，硼砂15～17份，氟硼酸钾1.8～2份，氟硅酸钠1.7～1.9份，碳酸钠4.5～5.6份，碳化硅48～52份，三氧化二铝29～30份；
S4、将渗硼后钢坯进行清洗，然后置于转化液中，升温至48～50℃，保温17～19min，干燥得到用于水冷喷嘴的耐腐蚀钢；转化液包括：79～80g/L硅烷偶联剂，4～5g/L硝酸钇，3～5g/L植酸钠，2.5～2.8g/L硝酸，8～9g/L氟硅酸钾，10.5～11.2g/L氟钛酸铵，8～9g/L甘油，溶剂为水。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。