一种气缸套用高强度耐腐蚀钢板及其加工工艺的制作方法

文档序号:12415002阅读:324来源:国知局

本发明涉及一种钢板及其制备方法,具体来讲是一种气缸套用高强度耐腐蚀钢板及其加工工艺。



背景技术:

气缸套是发动机的关键零件之一,目前其材质多为普通灰铸铁或合金灰铸铁。该 类气缸套主要是依靠降低碳当量和合金强化来满足强度和耐磨性的要求,抗拉强度一般为 350MPa 以下,强度和耐磨性较差,不能满足大功率发动机机器对节能、降耗、减排的发展要 求。目前, 国内外的缸套铸铁产品几乎都在向低排放方向发展, EGR 的使用对发动机内的气 缸套的耐磨、耐腐的要求更高。因此开发高强度耐磨气缸套是现有技术发展提出的一个迫 在眉睫需要解决的问题



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术存在的缺点,提供一种气缸套用飞高强度、耐腐蚀钢。

本发明解决以上技术问题的技术方案是:一种气缸套用高强度耐腐蚀钢,该钢板按质量百分比计包括以下成分:C:0.63-0.87%,Cr:0.23-0.36%,Si:0.20-0.26%,Mn:0.70-0.83%,V:0.08-0.25%,Co:0.003-0.006%,S:0.001-0.002%,Mo:0.10-0.32%,Al:0.054-0.062%,N:0.002-0.004%,Nb:0.032-0.058%, Cu:0.02-0.05%, Ni: 0.60-0.65%,W:0.12-0.17 %, Mg:0.001-0.002%,Ti:0.003-0.007%,余量为Fe和不可避免的杂质;

所述钢板套表面设有一层耐腐蚀涂层,所述耐腐蚀涂层按质量份数计包括以下组分:环氧树脂:30-40份,石油树脂:15-20份,颜料:3-5份,碳化硅微粉:6-12份,溶剂:13-15份,纳米材料溶液:3-8份,阻燃剂:3-6份;复合稀土:1-2份,增稠剂4-6份;

所述纳米材料溶液的质量百分比组分为:锑掺杂氧化锡纳米晶:13~14%,纳米二氧化钛:10~11%,纳米碳化硅:3.6~3.7%,季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯:4.6~4.7%,有机氟防水剂:余量;

所述阻燃剂为氢氧化铝;

所述复合稀土按质量百分比计包括以下成分:镝:12-14%,铈:23-26%,镨:9-14%,钕:3-6%,其余为镧元素,以上镧系稀土各组分之和为100%;

所述增稠剂为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。

本发明进一步限定的技术方案是:

前述的该钢板按质量百分比计包括以下成分:C:0.67%,Cr:0.28%,Si:0.23%,Mn:0.75%,V:0.12%,Co:0.003%,S:0.001%,Mo:0.24%,Al:0.054%,N:0.002%,Nb:0.043%, Cu:0.03%, Ni: 0.62%,W:0.12%,Mg:0.001%,Ti:0.004%,余量为Fe和不可避免的杂质;

钢板表面设有一层耐腐蚀涂层,所述耐腐蚀涂层按质量份数计包括以下组分:环氧树脂:35份,石油树脂:16份,颜料:4份,碳化硅微粉:9份,溶剂:13份,纳米材料溶液:4份,阻燃剂:4份;复合稀土:1份,增稠剂4份;

纳米材料溶液的质量百分比组分为:锑掺杂氧化锡纳米晶:14%,纳米二氧化钛:11%,纳米碳化硅:3.7%,季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯:4.7%,有机氟防水剂:余量;

阻燃剂为氢氧化铝;

复合稀土按质量百分比计包括以下成分:镝:12%,铈:23%,镨:10%,钕:4%,其余为镧元素,以上镧系稀土各组分之和为100%;

增稠剂为邻苯二甲酸二辛酯。

前述的该钢板按质量百分比计包括以下成分:C:0.73%,Cr:0.31%,Si:0.25%,Mn:0.78%,V:0.16%,Co:0.004%,S:0.0013%,Mo:0.28%,Al:0.057%,N:0.003%,Nb:0.049%, Cu:0.04%, Ni: 0.63%,W:0.15%,Mg:0.002%,Ti:0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质;

钢板表面设有一层耐腐蚀涂层,所述耐腐蚀涂层按质量份数计包括以下组分:环氧树脂:35份,石油树脂:16份,颜料:4份,碳化硅微粉:9份,溶剂:13份,纳米材料溶液:4份,阻燃剂:4份;复合稀土:1份,增稠剂4份;

纳米材料溶液的质量百分比组分为:锑掺杂氧化锡纳米晶:13%,纳米二氧化钛:10%,纳米碳化硅:3.6%,季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯:4.6%,有机氟防水剂:余量;

阻燃剂为氢氧化铝;

复合稀土按质量百分比计包括以下成分:镝:13%,铈:24%,镨:11%,钕:5%,其余为镧元素,以上镧系稀土各组分之和为100%;

增稠剂为邻苯二甲酸二辛酯。

前述的高强度耐腐蚀钢加工工艺工艺,具体包括以下步骤:

步骤一:将按成分要求冶炼好的板坯经热机械控制轧制控制冷却工艺制备钢板:

粗轧终了温度为1300-1320℃,精轧开始温度为1030-1050℃,终轧温度为860-890℃,热轧后以采用压缩空气以2-4℃/s的冷却速率将板坯冷至600-610℃,然后再采用水冷以14-15℃/s的冷却速率将板坯水冷至340-350℃,再采用风冷6-8℃/s的冷却速率将板坯冷至室温;

步骤二:将钢材加热至580-600℃,并保温35-40min,然后用雾化冷却以13-16℃/s的速度冷却到室温,然后再加热到820-850℃,用油冷以10-12℃/s的冷却速度冷却至室温;

步骤三:将钢材放入加热炉中加热至980-995℃,保温2-3小时,然后采用水冷,以23-26℃/s的速度冷却至室温,然后再以7-10℃/s的速度加热至640-650℃,保温4-7小时,然后空冷至室温;

步骤四:对钢材进行两次回火,第一次回火:将钢板加热至540-555℃,回火35-40min后,保温3-5min,使钢材温度均匀化,之后采用水冷的方式以25-26℃/s的冷却速率冷却至370-380℃后,再空冷至室温;

第二次回火:将钢材加热至700-710℃,回火2-小时,然后空冷至室温即可。

本发明的有益效果是:本发明具有强度高、耐腐蚀的优点,在钢板表面涂有一层防腐蚀层,提高了钢板的耐腐蚀能力,加入纳米材料,增加了钢板的耐磨性,同时也提高了钢板的强度,,加入环氧树脂,与金属表面具有优异的粘接强度,而且硬度高,柔韧性较好,添加碳化硅微粉,增加了耐磨性,同时也提高了强度,加入Ti、Al和稀土金属元素,减轻了钢板的质量,增加了结构强度和耐腐蚀性能;通过两次回火,能够保持结构稳定,进一步增强接触疲劳强度和冲击韧性。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种气缸套用高强度耐腐蚀钢,该钢板按质量百分比计包括以下成分:C:0.67%,Cr:0.28%,Si:0.23%,Mn:0.75%,V:0.12%,Co:0.003%,S:0.001%,Mo:0.24%,Al:0.054%,N:0.002%,Nb:0.043%, Cu:0.03%, Ni: 0.62%,W:0.12%,Mg:0.001%,Ti:0.004%,余量为Fe和不可避免的杂质;

所述钢板表面设有一层耐腐蚀涂层,所述耐腐蚀涂层按质量份数计包括以下组分:环氧树脂:35份,石油树脂:16份,颜料:4份,碳化硅微粉:9份,溶剂:13份,纳米材料溶液:4份,阻燃剂:4份;复合稀土:1份,增稠剂4份;

纳米材料溶液的质量百分比组分为:锑掺杂氧化锡纳米晶:14%,纳米二氧化钛:11%,纳米碳化硅:3.7%,季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯:4.7%,有机氟防水剂:余量;

阻燃剂为氢氧化铝;

复合稀土按质量百分比计包括以下成分:镝:12%,铈:23%,镨:10%,钕:4%,其余为镧元素,以上镧系稀土各组分之和为100%;

增稠剂为邻苯二甲酸二辛酯。

本实施例一种气缸套用高强度耐腐蚀加工工艺工艺,具体包括以下步骤:

步骤一:将按成分要求冶炼好的板坯经热机械控制轧制控制冷却工艺制备钢板:

粗轧终了温度为1300℃,精轧开始温度为1030℃,终轧温度为870℃,热轧后以采用压缩空气以3℃/s的冷却速率将板坯冷至600℃,然后再采用水冷以14℃/s的冷却速率将板坯水冷至340℃,再采用风冷6℃/s的冷却速率将板坯冷至室温;

步骤二:将钢材加热至580℃,并保温40min,然后用雾化冷却以14℃/s的速度冷却到室温,然后再加热到830℃,用油冷以10℃/s的冷却速度冷却至室温;

步骤三:将钢材放入加热炉中加热至980-℃,保温2小时,然后采用水冷,以24℃/s的速度冷却至室温,然后再以8℃/s的速度加热至640℃,保温5小时,然后空冷至室温;

步骤四:对钢材进行两次回火,第一次回火:将钢板加热至540-555℃,回火35-40min后,保温3min,使钢材温度均匀化,之后采用水冷的方式以25-26℃/s的冷却速率冷却至370-380℃后,再空冷至室温;第二次回火:将钢材加热至700-710℃,回火2小时,然后空冷至室温即可

实施例2

本实施例提供一种气缸套用高强度耐腐蚀钢,该钢板按质量百分比计包括以下成分:C:0.73%,Cr:0.31%,Si:0.25%,Mn:0.78%,V:0.16%,Co:0.004%,S:0.0013%,Mo:0.28%,Al:0.057%,N:0.003%,Nb:0.049%, Cu:0.04%, Ni: 0.63%,W:0.15%,Mg:0.002%,Ti:0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质;

钢板表面设有一层耐腐蚀涂层,所述耐腐蚀涂层按质量份数计包括以下组分:环氧树脂:35份,石油树脂:16份,颜料:4份,碳化硅微粉:9份,溶剂:13份,纳米材料溶液:4份,阻燃剂:4份;复合稀土:1份,增稠剂4份;

纳米材料溶液的质量百分比组分为:锑掺杂氧化锡纳米晶:13%,纳米二氧化钛:10%,纳米碳化硅:3.6%,季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯:4.6%,有机氟防水剂:余量;

阻燃剂为氢氧化铝;

复合稀土按质量百分比计包括以下成分:镝:13%,铈:24%,镨:11%,钕:5%,其余为镧元素,以上镧系稀土各组分之和为100%;

增稠剂为邻苯二甲酸二辛酯。

本实施例一种气缸套用高强度耐腐蚀钢热处理工艺,具体包括以下步骤:

步骤一:将按成分要求冶炼好的板坯经热机械控制轧制控制冷却工艺制备钢板:

粗轧终了温度为1310℃,精轧开始温度为1040℃,终轧温度为880℃,热轧后以采用压缩空气以4℃/s的冷却速率将板坯冷至600℃,然后再采用水冷以15℃/s的冷却速率将板坯水冷至345℃,再采用风冷8℃/s的冷却速率将板坯冷至室温;

步骤二:将钢材加热至985℃,并保温40min,然后用雾化冷却以14℃/s的速度冷却到室温,然后再加热到830℃,用油冷以141℃/s的冷却速度冷却至室温;

步骤三:将钢材放入加热炉中加热至990℃,保温1.5小时,然后采用水冷,以25℃/s的速度冷却至室温,然后再以8℃/s的速度加热至645℃,保温4小时,然后空冷至室温;

步骤四:对钢材进行两次回火,第一次回火:将钢板加热至550℃,回火37min后,保温4min,使钢材温度均匀化,之后采用水冷的方式以25℃/s的冷却速率冷却至370℃后,再空冷至室温;第二次回火:将钢材加热至700-710℃,回火2-小时,然后空冷至室温即可

除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

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