一种泵阀用不锈钢材料及其制备方法
【专利摘要】一种泵阀用不锈钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.6-0.8、硅0.2-0.4、锰1.2-1.4、铬7.5-7.7、钼1.5-1.7、钨0.7-0.9、钛0.4-0.6、AsO.04-0.07、S彡0.04、P彡0.04、余量为铁。本发明通过使用铬、钼、钛等元素对高碳钢进行改性，形成的合金不仅具有高的硬度、强度、耐磨性，还具有热强高、防腐蚀性能优异的特点；通过分次投放原料，合理控制铸后热处理温度，更提高了合金的综合力学性能。本发明精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率，特别是铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右。本发明合金钢用于泵轴、阀门、叶轮等，使用寿命增长80%。r1
【专利说明】一种泵阀用不锈钢材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种泵阀用不锈钢材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 泵阀工作的环境多样，恶劣，对材质的要求很高，目前泵阀用的合金钢有多种多 样，技术有很大进步，但是仍有很多问题存在，如耐磨性、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高 低温性能、脆性、韧性等，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生 产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还 很艰巨。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种泵阀用不锈钢材料及其制备方法，该合金材料具有高 硬度、耐磨性好、耐腐蚀的优点。
[0004] 本发明的技术方案如下： 一种泵阀用不锈钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为： 碳 0· 6-0. 8、硅 0· 2-0. 4、锰 L 2-1. 4、铬 7. 5-7. 7、钥 L 5-1. 7、钨 0· 7-0. 9、钛 0· 4-0. 6、 AsO. 04-0. 07、S 彡 0· 04、P 彡 0· 04、余量为铁。
[0005] 所述的泵阀用不锈钢材料的生产方法，其特征在于： (1) 、准备生铁与废铁按1 :〇. 5-2比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进 行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼 剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2) 、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1)硅、锰；（2)铬、钛、As ; (3) 其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-25分钟，投料后搅拌均匀。
[0006] 所述的铸后热处理是：先由室温以170-190°C /小时速率升温至640-650°C，保 温50-60分钟，再以130-140°C /小时速率降温至510-520°C，再以170-190°C /小时速 率升温至930-940°C，保温4-5小时；再以130-140°C /小时速率降温至600-620°C，再以 170-190°C /小时速率升温至720-730°C，再以130-140°C /小时速率降温至520-530°C， 保温50-70分钟；再以120-130°C /小时速率降温至320-330 °C，保温2-3小时；再以 170-190°C /小时速率升温至440-450°C，再以130-140°C /小时速率降温至220-230°C，再 以170-190°C /小时速率升温至530-550°C，保温2-3小时，取出空冷即得。
[0007] 所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉3-4、高岭土 2-3、三氧化二铝 卜2、氧化缓4_5、蒙脱石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸钠2_3、二聚憐酸钠1_2、刚玉粉 2-3、硫酸铜1-2、氟硅酸钾2-3、硝酸钠2-3 ;制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态， 然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量 2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在 900-950°C下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008] 本发明的有益效果 本发明通过使用铬、钥、钛等元素对高碳钢进行改性，形成的合金不仅具有高的硬度、 强度、耐磨性，还具有热强高、防腐蚀性能优异的特点；通过分次投放原料，合理控制铸后热 处理温度，更提高了合金的综合力学性能；使用部分废铁作为原料，并经过二次精炼，使品 质更稳定均一。本发明精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率，特别是铸件中的气孔度降低 1-2度，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物也明显降低，氧化夹杂物在2级左右。本发明 合金钢用于泵轴、阀门、叶轮等零部件，使用寿命增长80%。
【具体实施方式】
[0009] -种泵阀用不锈钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0. 6-0. 8、 硅 0· 2-0. 4、锰 L 2-1. 4、铬 7. 5-7. 7、钥 L 5-1. 7、钨 0· 7-0. 9、钛 0· 4-0. 6、AsO. 04-0. 07、 S彡0· 04、P彡0· 04、余量为铁。
[0010] 所述的泵阀用不锈钢材料的生产方法如下： (1) 、准备生铁与废铁按1 :1比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进行脱 硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼剂二 次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2) 、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1)硅、锰；（2)铬、钛、As ; (3) 其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。
[0011] 所述的铸后热处理是：先由室温以180°c /小时速率升温至645°C，保温55分钟， 再以135°C /小时速率降温至515°C，再以180°C /小时速率升温至935°C，保温4. 5小时； 再以5°C /小时速率降温至610°C，再以180°C /小时速率升温至725°C，再以135°C /小时 速率降温至525°C，保温60分钟；再以125°C /小时速率降温至325°C，保温2. 5小时；再以 180°C /小时速率升温至445°C，再以135°C /小时速率降温至225°C，再以180°C /小时速 率升温至540°C，保温2. 5小时，取出空冷即得。
[0012] 所述的精炼剂由下列重量份（公斤）的原料制成：工具钢粉3. 5、高岭土 2. 5、三氧 化二铝1. 5、氧化镁4. 5、蒙脱石1. 5、氟化锆1. 5、明矾2. 5、海藻酸钠2. 5、三聚磷酸钠1. 5、 刚玉粉2. 5、硫酸铜1. 5、氟硅酸钾2. 5、硝酸钠2. 5 ;制备方法是将各原料混合，加热至熔融 状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成150目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量 2. 5%的硅烷偶联剂KH-550U. 5%的纳米碳粉，混合均匀后，在12Mpa下压制成述，然后，在 920°C下煅烧3. 5小时，冷却后，再粉碎成210目粉末，即得。
[0013] 本发明泵阀用不锈钢材料的机械性能为：拉伸强度1387MPa，屈服强度945. 4MPa， 延伸率13. 1 %，断面收缩率23. 3%，冲击吸收功50. 8J，冲击韧性61. Ij/cm2,硬度291HB。
【权利要求】
1. 一种泵阀用不锈钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为： 碳 0· 6-0. 8、硅 0· 2-0. 4、锰 L 2-1. 4、铬 7. 5-7. 7、钥 L 5-1. 7、钨 0· 7-0. 9、钛 0· 4-0. 6、 AsO. 04-0. 07、S 彡 0· 04、P 彡 0· 04、余量为铁。
2. 根据权利要求1所述的泵阀用不锈钢材料的生产方法，其特征在于： (1)、准备生铁与废铁按1 :〇. 5-2比例作为铁基质来源，将生铁加入投入炉中熔化，进 行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铁熔化、加入精炼 剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等； (2 )、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1)硅、锰；（2 )铬、钛、As ;(3 ) 其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为20-25分钟，投料后搅拌均匀。
3. 根据权利要求2所述的泵阀用不锈钢材料的生产方法，其特征在于：所述的铸后 热处理是：先由室温以170_190°C /小时速率升温至640-650°C，保温50-60分钟，再以 130-140°C /小时速率降温至510-520°C，再以170-190°C /小时速率升温至930-940°C， 保温4-5小时；再以130-140°C /小时速率降温至600-620°C，再以170-190°C /小时速率 升温至720-730°C，再以130-140°C /小时速率降温至520-530°C，保温50-70分钟；再以 120-130°C /小时速率降温至320-330°C，保温2-3小时；再以170-190°C /小时速率升温至 440-450°C，再以130-140°C /小时速率降温至220-230°C，再以170-190°C /小时速率升温 至530-550°C，保温2-3小时，取出空冷即得。
4. 根据权利要求2所述的泵阀用不锈钢材料的生产方法，其特征在于：所述的精炼剂 由下列重量份的原料制成：工具钢粉3-4、高岭土 2-3、三氧化二铝1-2、氧化镁4-5、蒙脱 石卜2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸钠2_3、二聚憐酸钠1_2、刚玉粉2_3、硫酸铜1_2、氟 硅酸钾2-3、硝酸钠2-3 ;制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水 中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂 KH-550U-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在900-950°C下煅烧 3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文档编号】C21D6/00GK104213027SQ201410381006
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】胡光荣 申请人:安徽荣达阀门有限公司