专利名称：一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法
技术领域：
本发明属于气缸套技术领域，涉及一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法。
背景技术：
气缸套是泥浆泵的关键零件之一，目前其材质多为普通碳钢或合金中碳钢做外衬，内衬为高铬(Cr > 13%)白口铸铁，该类气缸套内衬主要是依靠熔炼和热处理形成回火马氏体+碳化物来满足强度、耐磨性的要求，冲击韧性较差，例日本栗本铁工含铬10-15% 的CI XZL型号的球磨机衬板的性能抗拉强度Rm > 750MPa、冲击韧性ak > 4J/cm2。目前，国内外的双金属缸套内衬铸铁产品几乎都是高铬白口铸铁，随着泥浆泵的发展，内衬材料的强度、耐磨的要求更高，因此开发泥浆泵高强度耐磨内衬材料是一个急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的提供一种耐磨性好、强度高的贝氏体气缸套内衬及其制备方法。本发明采用以下技术方案
一种贝氏体气缸套内衬，按质量百分比计，内衬的组成为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%，余量为铁。贝氏体气缸套内衬的制备方法，包括以下步骤(1)按照各成分如下质量百分比进行配料: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%，余量为铁；
(2)熔炼成钢管；
(3)钢管机加工为内衬，留0.6mm余量；
(4)内衬送入中性炉于890-910°C下保温，保温时间为2.5-3min/mm (内衬壁厚)；然后淬入125-150°C淬火液进行等温淬火，保温30-35min ；
(5)淬火后的内衬放入100-120°C等温油炉中回火，回火时间至少4小时。淬火液优选好富顿MT355型号等温淬火油。本发明对内衬的成分进行了调整，其中Mn、Cr提高奥氏体稳定性，Mo消除P在晶界上的偏析、消除回火脆性，Si阻碍碳化物沉淀，Co提高r — a (奥氏体向铁素体转变)的自由能从而缩短贝氏体的形成时间，C共析钢的碳量是为了降低Bs点。本发明的内衬在制备时先用通过中性气氛加热进行奥氏体化、然后通过等温淬火获得组织为下贝氏体和残余奥氏体膜，最后通过低温回火，使此材料凸显出它的强度高、 冲击韧性高、耐磨的优越性，这是在发现高铬白口铸铁和球墨铸铁(ADI)内衬材料后，首次作为内衬材料的低温形成的高强度贝氏体钢，制得的内衬的组织为下贝氏体和残余奥氏体膜，贝氏体片厚为20-40nm，其片间为残余奥氏体膜；内衬材料性能如下硬度为HV > 550，Rm > 1. 5Gpa, ak > 30J/cm2，将其应用于钻井机上，使用效果优良。
本发明的贝氏体气缸套内衬相对于现有的泥浆泵内衬材料，具有以下优点耐磨性好、强度高、冲击韧性高；制备工艺简单、稳定。
图1为本发明回火后气缸套内衬的金相组织。
具体实施例方式实施例1
按质量百分比计，内衬的组成
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% 制备
(1)按照各成分如下质量百分比进行配料；
(2)熔炼成钢管；
(3)钢管机加工为内衬，留0.6mm余量；
(4)内衬送入中性炉于890°C下保温，保温时间为anin/mm(内衬壁厚);然后淬入125°C 淬火液，保温35min ；
(5)淬火后的内衬放入100°C等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬，回火时间4小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能硬度:610HV, Rm: 1. 62Gpa, ak:35J/cm2。所得贝氏体气缸套内衬的金相组织如图1所示，由图1看出，该内衬的组织为贝氏体。实施例2
按质量百分比计，内衬的组成
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% 制备
(1)按照各成分如下质量百分比进行配料；
(2)熔炼成钢管；
(3)钢管机加工为内衬，留0.6mm余量；
(4)内衬送入中性炉于900°C下保温，保温时间为2.5min/mm(内衬壁厚)；然后淬入 140°C淬火液，保温33min ；
(5)淬火后的内衬放入110°C等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬，回火时间4.5小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能硬度:580HV, Rm: 1. 59Gpa，ak:33. 7J/cm2。实施例3
按质量百分比计，内衬的组成
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% 制备
(1)按照各成分如下质量百分比进行配料；
(2)熔炼成钢管；(3)钢管机加工为内衬，留0.6mm余量；
(4)内衬送入中性炉于910°C下保温，保温时间为2.8min/mm(内衬壁厚)；然后淬入 150°C淬火液，保温30min ；
(5)淬火后的内衬放入120°C等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬，回火时间4小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能硬度:568HV, Rm: 1. 52Gpa, ak:32. 8J/cm2。
权利要求
1.一种贝氏体气缸套内衬，其特征在于按质量百分比计，内衬的组成为 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%，余量为铁。
2.权利要求1所述的贝氏体气缸套内衬的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1) 按照各成分如下质量百分比进行配料=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%，余量为铁；(2)熔炼成钢管；(3)钢管加工为内衬，留0.6mm余量；(4)内衬送入中性炉于890-910°C下保温，然后淬入125-150°C淬火液，保温30-35min；(5)淬火后的内衬放入100-120°C等温油炉中回火，回火时间至少4小时。
全文摘要
本发明属于气缸套技术领域，涉及一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法。按质量百分比计，内衬的组成为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%，余量为铁。本发明的贝氏体气缸套内衬具有以下优点耐磨性好、强度高、冲击韧性高；制备工艺简单、稳定。
文档编号F16J10/04GK102409246SQ20111040710
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者徐超, 杨淑娟, 殷建祥, 秦小才 申请人:河南省中原内配股份有限公司