本发明涉及低合金钢技术领域，尤其涉及一种高效率的低合金钢制备工艺。
背景技术：
普通低合金钢是一种含有少量合金元素的普通合金钢，一般情况下加入的合金总量不高于3.5％，低合金钢的强度较高、综合性能较好，并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能和焊接性能，因此被广泛应用于船舶、桥梁、锅炉、压力容器、管道、常规和核能动力设备、各种车辆、重型机械、工程机械、运输起重机械、海洋建筑和高层楼房建筑的领域中。目前制备低合金钢的过程通常是直接将原料进行熔融，使得熔炼所需的温度较高，时间较长，影响低合金钢的性能和制备效率。基于此，本发明提出一种高效率的低合金钢制备工艺。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高效率的低合金钢制备工艺。
一种高效率的低合金钢制备工艺，包括以下步骤：
s1、准备低合金钢原料：准备废低碳钢、碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉，备用；
s2、废低碳钢与铁粉的混合：先将废低碳钢置于粉碎机中粉碎，得废低碳钢粉末，然后按照质量比为1：1.5～2称取废低碳钢粉末和铁粉，置于球磨机中，向球磨机中加入球磨助剂，并进行球磨细化，得低合金钢基料；
s3、低合金钢的熔炼：以0.65～0.85m3/h的流量向熔炼炉中通入氮气，并持续40min以上，再将步骤s2得到的低碳合金钢基料加入到熔炼炉中，加热使低碳合金钢基料熔化，得初熔炼液，再对初熔炼液进行检测，利用碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉调节初熔炼液的成分含量，并满足c0.03％～0.06％，cr0.12％～0.14％，mo0.26～0.46％，mn0.09％～0.12％，ni0.44％～0.48％，co0.5％～0.8％，ti0.06％～0.11％，余量为fe和不可避免的杂质，调节后得粗熔炼液，向粗熔炼液中加入精炼剂，进行精炼，即得低合金钢熔炼液；
s4、浇铸：将步骤s3制备的低合金钢熔炼液在模具中浇铸，然后以程序降温的方式冷却至室温，再进行回火15～25min，即得低合金钢成品。
优选的，所述球磨的时间为1～3h，且球磨时研磨球和铁粉的质量比为2～3：1。
优选的，所述研磨球为直径为10mm的钢球与直径为30mm的钢球按照个数比为2～3：1进行组合。
优选的，所述球磨助剂包括以下重量份的原料：十二烷基磺酸钠0.3～0.6份，单硬脂酸甘油醇0.2～0.4份，六偏磷酸钠0.1～0.3份，水10～15份，乙醇40～50份。
优选的，所述球磨助剂包括以下重量份的原料：十二烷基磺酸钠0.4份，单硬脂酸甘油醇0.3份，六偏磷酸钠0.2份，水13份，乙醇45份。
优选的，所述程序降温的程序为1～5min以2℃/min的速度降温，6～10min以5℃/min的速度降温，11～15min以10℃/min的速度降温，16min以后以20℃/min的速度降至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提出的制备工艺，以合理比例的废低碳钢和铁粉为低合金钢的主要原料，既保证低合金钢的性能，同时又可以提高废低碳钢的综合利用率，降低制备成本；
2、在低合金钢熔炼前，将由废低碳钢粉碎得来的废低碳钢粉末与铁粉进行球磨，以提高废低碳钢和铁粉的混合效率，降低两者的粒径，提高熔炼速度，而且在球磨过程中通过合理比例的球磨助剂的加入，缩短球磨时间，提高球磨效率；
3、本发明使用的球磨助剂，以十二烷基磺酸钠、单硬脂酸甘油醇、六偏磷酸钠、水和乙醇为原料，配方合理，在废低碳钢粉末和铁粉中的分散效果好，能显著促进两者的混合，且配方的原料廉价易得，使用成本低；
4、低合金钢的配方合理，熔炼过程耗时短，熔炼后的低合金钢熔炼液的杂质含量少，经过浇铸、程序降温、回火操作后得到的低合金钢成品的综合性能好，且程序降温能够有效提高低合金钢成品的强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种高效率的低合金钢制备工艺，包括以下步骤：
s1、准备低合金钢原料：准备废低碳钢、碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉，备用；
s2、废低碳钢与铁粉的混合：先将废低碳钢置于粉碎机中粉碎，得废低碳钢粉末，然后按照质量比为1：1.5称取废低碳钢粉末和铁粉，置于球磨机中，向球磨机中加入球磨助剂，并进行球磨细化，球磨的时间为3h，球磨时研磨球和铁粉的质量比为3：1，研磨球为直径为10mm的钢球与直径为30mm的钢球按照个数比为2：1进行组合，得低合金钢基料；
s3、低合金钢的熔炼：以0.65m3/h的流量向熔炼炉中通入氮气，并持续40min以上，再将步骤s2得到的低碳合金钢基料加入到熔炼炉中，加热使低碳合金钢基料熔化，得初熔炼液，再对初熔炼液进行检测，利用碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉调节初熔炼液的成分含量，并满足c0.06％，cr0.12％，mo0.32％，mn0.09％，ni0.44％，co0.8％，ti0.11％，余量为fe和不可避免的杂质，调节后得粗熔炼液，向粗熔炼液中加入精炼剂，进行精炼，即得低合金钢熔炼液；
s4、浇铸：将步骤s3制备的低合金钢熔炼液在模具中浇铸，然后按照如下程序进行降温：1～5min以2℃/min的速度降温，6～10min以5℃/min的速度降温，11～15min以10℃/min的速度降温，16min以后以20℃/min的速度降至室温，再进行回火15min，即得低合金钢成品。
本发明中，球磨助剂包括以下重量份的原料：十二烷基磺酸钠0.3份，单硬脂酸甘油醇0.4份，六偏磷酸钠0.1份，水10份，乙醇50份。
实施例二
本发明提出的一种高效率的低合金钢制备工艺，包括以下步骤：
s1、准备低合金钢原料：准备废低碳钢、碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉，备用；
s2、废低碳钢与铁粉的混合：先将废低碳钢置于粉碎机中粉碎，得废低碳钢粉末，然后按照质量比为1：2称取废低碳钢粉末和铁粉，置于球磨机中，向球磨机中加入球磨助剂，并进行球磨细化，球磨的时间为2h，球磨时研磨球和铁粉的质量比为2：1，研磨球为直径为10mm的钢球与直径为30mm的钢球按照个数比为3：1进行组合，得低合金钢基料；
s3、低合金钢的熔炼：以0.75m3/h的流量向熔炼炉中通入氮气，并持续40min以上，再将步骤s2得到的低碳合金钢基料加入到熔炼炉中，加热使低碳合金钢基料熔化，得初熔炼液，再对初熔炼液进行检测，利用碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉调节初熔炼液的成分含量，并满足c0.05％，cr0.13％，mo0.46％，mn0.10％，ni0.44％，co0.5％，ti0.08％，余量为fe和不可避免的杂质，调节后得粗熔炼液，向粗熔炼液中加入精炼剂，进行精炼，即得低合金钢熔炼液；
s4、浇铸：将步骤s3制备的低合金钢熔炼液在模具中浇铸，然后按照如下程序进行降温：1～5min以2℃/min的速度降温，6～10min以5℃/min的速度降温，11～15min以10℃/min的速度降温，16min以后以20℃/min的速度降至室温，再进行回火20min，即得低合金钢成品。
本发明中，球磨助剂包括以下重量份的原料：十二烷基磺酸钠0.4份，单硬脂酸甘油醇0.3份，六偏磷酸钠0.2份，水13份，乙醇45份。
实施例三
本发明提出的一种高效率的低合金钢制备工艺，包括以下步骤：
s1、准备低合金钢原料：准备废低碳钢、碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉，备用；
s2、废低碳钢与铁粉的混合：先将废低碳钢置于粉碎机中粉碎，得废低碳钢粉末，然后按照质量比为1：2称取废低碳钢粉末和铁粉，置于球磨机中，向球磨机中加入球磨助剂，并进行球磨细化，球磨的时间为1h，球磨时研磨球和铁粉的质量比为2：1，研磨球为直径为10mm的钢球与直径为30mm的钢球按照个数比为3：1进行组合，得低合金钢基料；
s3、低合金钢的熔炼：以0.85m3/h的流量向熔炼炉中通入氮气，并持续40min以上，再将步骤s2得到的低碳合金钢基料加入到熔炼炉中，加热使低碳合金钢基料熔化，得初熔炼液，再对初熔炼液进行检测，利用碳粉、铬粉、钼粉、锰粉、镍粉、钴粉、钛粉和铁粉调节初熔炼液的成分含量，并满足c0.03％，cr0.14％，mo0.26％，mn0.12％，ni0.48％，co0.6％，ti0.06％，余量为fe和不可避免的杂质，调节后得粗熔炼液，向粗熔炼液中加入精炼剂，进行精炼，即得低合金钢熔炼液；
s4、浇铸：将步骤s3制备的低合金钢熔炼液在模具中浇铸，然后按照如下程序进行降温：1～5min以2℃/min的速度降温，6～10min以5℃/min的速度降温，11～15min以10℃/min的速度降温，16min以后以20℃/min的速度降至室温，再进行回火25min，即得低合金钢成品。
本发明中，球磨助剂包括以下重量份的原料：十二烷基磺酸钠0.6份，单硬脂酸甘油醇0.2份，六偏磷酸钠0.3份，水15份，乙醇40份。
对比例一
不进行步骤s1和步骤s2，直接将废低碳钢和铁粉直接加入到熔炼炉中进行熔炼，之后的制备工艺步骤同实施例一，得到对照一组。
对比例二
在球磨过程中加入等质量的常规球磨助剂，其他制备工艺条件同实施例一，得到对照二组。
对实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二制备的低合金钢以及传统方法制备的低合金钢分别进行性能测试，并以传统方法制备的低合金钢的测试结果为标准，衡量实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二的数据，结果如下：
表中，“+”表示相比于传统方法制备的低合金钢的测试结果相应参数提高的百分比数值。
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。