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一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料及其制备方法技术

技术编号:9826888 阅读:113 留言:0更新日期:2014-04-01 16:14
一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.12-0.20、硅0.3-0.4、锰0.1-0.3、镍14-15、铝4.5-4.7、锆1.15-1.35、铬4.05-4.35、钛2.35-2.75、Ta0.4-0.6、Hf0.1-0.2、Nb0.2-0.3、V0.12-0.14、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明专利技术合金钢具有韧性好、耐磨性好、焊接性能好的特点;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,硫磷等有害元素更低。本发明专利技术精炼剂用于铸造生产,铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右。本发明专利技术合金钢适用于制造离心泵叶片。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.12-0.20、硅0.3-0.4、锰0.1-0.3、镍14-15、铝4.5-4.7、锆1.15-1.35、铬4.05-4.35、钛2.35-2.75、Ta0.4-0.6、Hf0.1-0.2、Nb0.2-0.3、V0.12-0.14、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本专利技术合金钢具有韧性好、耐磨性好、焊接性能好的特点;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,硫磷等有害元素更低。本专利技术精炼剂用于铸造生产,铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右。本专利技术合金钢适用于制造离心泵叶片。【专利说明】
本专利技术涉及金属材料制备领域,尤其涉及。
技术介绍
合金钢的发展已经有100多年的历史了,到目前为止,多种多样的合金钢在工业上被应用,主要有以下类型:调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、工具钢、特殊性能钢、耐热钢、低温钢等各种性能优异的合金钢。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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,该合金材料具有高的耐磨性、耐腐蚀、易焊接的特点。本专利技术的技术方案如下: 一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为-M 0.12-0.20、硅 0.3-0.4、锰 0.1-0.3、镍 14-15、铝 4.5-4.7、锆 1.15-1.35、铬 4.05-4.35、钛 2.35-2.75、Ta0.4-0.6、Hf0.1-0.2、Nb0.2-0.3、V0.12-0.14、P ≤ 0.030、S^0.030、余量为铁。所述的用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料的生产方法,其特征在于: (I)、准备生铁与废铁按1:2-3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:(I)硅、锰、Nb ; (2 )镍、V ; (3 )锆、钒、Ta其它剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为10-13分钟,投料后搅拌均匀。所述的铸后热处理是:先由室温以220_240°C /小时速率升温至630_650°C,保温60-80分钟,再继续以220-240°C /小时速率升温至920_940°C,保温3_4小时;再以140-160 0C /小时速率降温至720-750°C,保温40-60分钟,再以140-160 °C /小时速率降温至620-630°C,保温40-60分钟;再以100_120°C /小时速率降温至320_340°C,保温2-3小时;再以150-170°C /小时速率升温至350-370°C,再以50-60°C /小时速率降温至200-230°C,再以150-170°C /小时速率升温至530_550°C,保温2_3小时,取出空冷即得。所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-4、氯化钾5-8、氟化钙3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、天青石3-5、钾长石3_5、二氧化钛1_2、硅藻土粉3-4、氟硅酸钠1-2、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、l-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。本专利技术的有益效果 本专利技术通过使用镍、钛、铌等多种原料组合,合理设置原料配比和生产工艺,合理设置投放次序,合理控制铸后热处理温度,形成的合金钢具有韧性好、耐磨性好、焊接性能好的特点;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,硫磷等有害元素更低。本专利技术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,得到有效的控制,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。本专利技术合金钢适用于制造离心泵叶片,耐腐蚀,易焊接修复。【具体实施方式】一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳 0.12-0.20、硅 0.3-0.4、锰 0.1-0.3、镍 14-15、铝 4.5-4.7、锆 1.15-1.35、铬4.05-4.35、钛 2.35-2.75、Ta0.4-0.6、Hf0.1-0.2、Nb0.2-0.3、V0.12-0.14、P ≤ 0.030、S^0.030、余量为铁。所述的用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料的生产方法为: (I)、准备生铁与废铁按1:2.5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:(I)硅、锰、Nb ; (2 )镍、V ; (3 )锆、钒、Ta其它剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为12分钟,投料后搅拌均匀。所述的铸后热处理是:先由室温以230°C /小时速率升温至640°C,保温70分钟,再继续以230°C /小时速率升温至930°C,保温3.5小时;再以150°C /小时速率降温至740°C,保温50分钟,再以150°C /小时速率降温至625°C,保温50分钟;再以110°C /小时速率降温至330°C,保温2.5小时;再以160°C /小时速率升温至360°C,再以55°C /小时速率降温至225°C,再以160°C /小时速率升温至540°C,保温2.5小时,取出空冷即得。所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:工具钢粉3、氯化钾6、氟化钙4、石墨粉7、氟硅酸钠9、玉石粉3、蒙脱石1.5、天青石4、钾长石4、二氧化钛1.5、硅藻土粉3.5、氟硅酸钠1.5、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3%的硅烷偶联剂KH-550、2%的纳米碳粉,混合均匀后,在IIMpa下压制成坯,然后,在930°C下煅烧3.5小时,冷却后,再粉碎成200目粉末,即得。本专利技术用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料的机械性能为:拉伸强度1360MPa,屈服强度943MPa,延伸率13.4%,断面收缩率23%,冲击吸收功55.4J,冲击韧性63J/cm2,硬度 286HB。【权利要求】1.一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳 0.12-0.20、硅 0.3-0.4、锰 0.1-0.3、镍 14-15、铝 4.5-4.7、锆 1.15-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离心泵叶片的抗磨合金钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.12?0.20、硅0.3?0.4、锰0.1?0.3、镍14?15、铝4.5?4.7、锆1.15?1.35、铬4.05?4.35、钛2.35?2.75、Ta0.4?0.6、Hf0.1?0.2、Nb0.2?0.3、V0.12?0.14、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张超
申请(专利权)人:张超
类型:发明
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