本发明专利技术涉及一种纳米级碳化硅铸造铁合金材料及其制备方法和应用。本发明专利技术公开的纳米级碳化硅铸造铁合金材料由碳化硅和铁合金组成，所述碳化硅的粒径≤100μm。本发明专利技术还涉及该纳米级碳化硅铸造铁合金材料的制备方法和应用。本发明专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料是一种具有高强度、高硬度、高耐磨性及强耐腐蚀性的新型铁合金材料。采用本发明专利技术的制备方法避免了传统的需要通过反复退火、回火及蘸火等热处理工艺，从而极大地简化了生产工艺，节约了生产时间，提高了生产效率。特别是本发明专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料能够满足用于制备深海石油开采设备对更高性能材料的要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种纳米级碳化硅铸造铁合金材料及其制备方法和应用。本专利技术公开的纳米级碳化硅铸造铁合金材料由碳化硅和铁合金组成，所述碳化硅的粒径≤100μm。本专利技术还涉及该纳米级碳化硅铸造铁合金材料的制备方法和应用。本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料是一种具有高强度、高硬度、高耐磨性及强耐腐蚀性的新型铁合金材料。采用本专利技术的制备方法避免了传统的需要通过反复退火、回火及蘸火等热处理工艺，从而极大地简化了生产工艺，节约了生产时间，提高了生产效率。特别是本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料能够满足用于制备深海石油开采设备对更高性能材料的要求。【专利说明】一种纳米级碳化硅铸造铁合金材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种合金材料,特别涉及一种纳米级碳化娃铸造铁合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着现代工业和经济发展，在各领域中，许多设备和产品越来越需要具有高强度、高硬度、高耐磨性和强耐腐蚀性的材料来制备，以适应新的工作环境和生产需求。尤其是在石油开采领域，其石油开采由陆地到浅海大陆架，再由浅海大陆架到深海开发将是必然选择。在深海特殊的环境下，对石油开采设备的要求就会更高、更大、更强。作为石油开采设备最基础材料，就不得不需要具有更高的强度、硬度、耐磨性及耐腐蚀性。现有的处理方式就是通过添加传统的元素以及相应的热处理工艺来实现材料的一下改进，但是，不能完全满足相应深海石油开采设备对更高性能材料的要求。因此，需要一种新的技术手段来获得具有更高的强度、硬度、耐磨性及耐腐蚀性的材料，特别是获得一种能够满足相应的深海石油开采设备对更高性能材料的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的难题，提供一种具有高强度、高硬度、高耐磨性及强耐腐蚀性的纳米级碳化硅铸造铁合金材料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下:—种纳米级碳化娃铸造铁合金材料，由碳化娃和铁合金组成，该碳化娃的粒径 100 μ mD在本专利技术的一优选实施例中，本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料由以下组分组成:占所述合金材料总体积1%_3%的碳化硅，占所述合金材料总体积97%-99%的铁合金，所述碳化娃的粒径< 100 μ m。在本专利技术的另一优选实施例中，本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料由以下组分组成:占所述合金材料总体积1.5%-2.5%的碳化硅，占所述合金材料总体积97.5%-98.5%的铁合金，所述碳化娃的粒径< 10 μ m。在本专利技术的又一优选实施例中，本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料由以下组分组成:占所述合金材料总体积2%的碳化硅，占所述合金材料总体积98%的铁合金，所述碳化娃的粒径< 10 μ m。上述铁合金由以下重量配比的组分组成:0.5%-1.0%的锰、0.6%-1.1%的铬、0.3%-0.6% 的钥、1.1%-1.5% 的镍、1.0%-1.6% 的铝、1.0%-1.8% 的铜、0.05%-0.09% 的钛、0.05%-0.09%的钒、0.05%-0.08%的钴、0.03%-0.05%的钨、余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述纳米级碳化硅铸造铁合金材料的方法。本专利技术提供的制备纳米级碳化硅铸造铁合金材料的方法，包括以下步骤:I)按照配比称取碳化硅、电解铜、电解铝、锰、钨钥合金、镍钴合金、钒铁合金、钛铬合金待用；2)将称取好的电解铜、钒铁合金、锰、钨钥合金置于工频熔炼炉内熔炼后，再依次向工频熔炼炉内加入称取好的镍钴合金、钛铬合金、电解铝，并加热保温以获得成分合格的合金液体；3)将步骤I)中称取好的碳化硅置于步骤2)所获得的合金液体中，并搅拌使碳化硅和合金液体混合均匀；4)将步骤3)中搅拌均匀的合金液体在1150°C -1200°C下铸造成工业上所需的形状。上述将电解铜、钒铁合金、锰、钨钥合金置于工频熔炼炉内熔炼的熔炼温度为13300C -1410°C，熔炼时间为2-2.5小时。上述加热保温为加热至1300°C _1380°C，保温的保温时间为1.5-2小时。本专利技术的另一目的是提供上述纳米级碳化硅铸造铁合金材料在制备深海石油开采设备中的应用。上述应用是在1150°C -1200°C下，将所述合金材料铸造成深海石油机械设备需要的形状，对铸造完成的铸件进行低温退火处理，其退火的温度为250°C -300°C，退火的时间为1-1.5小时。本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料将纳米级碳化硅这一种高强度的材料通过本专利技术的技术手段添加入常用的铁合金材料中，从而通过纳米材料来实现一种高强度、高硬度、高耐磨性及强耐腐蚀性的新型铁合金材料。由于采用了本专利技术的新的技术手段，避免了传统铁合金材料的生产中，为了使合金材料获得一定的强度，需要通过反复退火、回火及蘸火等热处理工艺，从而极大地简化了生产工艺，并且节约了生产时间，提高了生产效率。不仅如此，本专利技术的纳米级碳化硅铸造铁合金材料还具有比传统生产工艺制备的材料更高的强度、高硬度、高耐磨性及强耐腐蚀性，而且能够满足用于制备深海石油开采设备对更高性能材料的要求。因此，本专利技术的合金材料可以应用到所有需要高性能材料的工业设备生产领域，尤其用于深海石油开采设备的制造。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的制备纳米级碳化硅铸造铁合金材料的方法的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例中的纳米级碳化硅铸造铁合金材料，由以下组分组成:占合金材料总体积1%的碳化娃、占合金材料总体积99%的铁合金,该碳化娃的粒径为100 μ m。其中，铁合金由以下重量配比的组分组成:0.5%的锰、0.6%的铬、0.3%的钥、1.1%的镍、1.0%铝、1.0%的铜、0.05%的钛、0.05%的钒、0.05%的钴、0.03%的钨、余量为铁和不可避免的杂质。上述铁合金可以采用已知的方法制备得到，如按照国标的标准制备得到。上述纳米级碳化硅也可以采用已知的方法制备得到。在本实施例中上述纳米级碳化硅铸造铁合金材料由以下步骤制得(如图1所示):步骤一:原料选配，采用已知的方法选取纳米级碳化硅(粒径≤100 μ m)的粉体待用；根据上述各组分的重量配比，按照重量计算并称取精选的电解铜、电解铝、锰、钨钥合金、镍钴合金、钥;铁合金、钛铬合金待用。步骤二:将上述步骤一中称取好的电解铜、钒铁合金、锰、钨钥合金置于工频熔炼炉中进行熔炼，其熔炼温度为1330°C -1410°C，熔炼时间为2-2.5小时；然后依次加入镍钴合金、钛铬合金、电解铝，并加热升温至1300°C -1380°C后进行保温，保温时间为1.5-2小时，以获得成分合格的合金液体。步骤三:取样检验，对进行保温完成后的上述步骤二中获得的合金液体进行取样，并用光谱仪比对标样进行成分化验，以确定铁合金的成分含量在符合标准的范围之内。该标准可以是国标。步骤四:将步骤一中选配并称取好的纳米级碳化硅(粒径< 100 μ m)粉体放置于上述步骤三中化验合格的合金液体中，并用石墨棒进行搅拌，使纳米级碳化硅(粒径(100 μ m)粉体与合金液体混合均匀。步骤五:在1150°C -1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米级碳化硅铸造铁合金材料，其特征在于，由碳化硅和铁合金组成，所述碳化硅的粒径≤100μm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，
申请(专利权)人：苏州金仓合金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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