CN104213048A - 一种水压阀用合金钢材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种水压阀用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅1.4-1.6、锰1.1-1.3、铬3.7-4.1、S≤0.05、P≤0.05、W0.04-0.07、余量为铁。本发明原料配比合理，通过分次投放原料，合理控制铸后热处理温度，形成的合金具有耐腐蚀、高硬度、强度高、韧性高，受冲击时不易脆裂，并能降低生产成本低的特点；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。本发明广泛应用于各种泵的水压阀门，使用寿命长，安全。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，不氧化夹杂物在2级左右。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种水压阀用合金钢材料及其制备方法。
背景技术
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
本发明的目的在于提供一种水压阀用合金钢材料及其制备方法，该合金材料具有高硬度、屈服强度高、耐腐蚀的优点。
本发明的技术方案如下：
一种水压阀用合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅1.4-1.6、锰1.1-1.3、铬3.7-4.1、S≤0.05、P≤0.05、W0.04-0.07、余量为铁。
所述的水压阀用合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：0.5-2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、W；各批次投入元素的时间间隔为15-17，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以200-210℃/小时速率升温至640-650℃，再以130-140℃/小时速率降温至510-520℃，再以170-190℃/小时速率升温至940-950℃，保温3-4小时；再以130-140℃/小时速率降温至600-620℃，保温50-60分钟，再以170-190℃/小时速率升温至720-730℃，再以130-140℃/小时速率降温至520-530℃，保温50-70分钟；再以120-130℃/小时速率降温至320-330℃，保温2-3小时；再以170-190℃/小时速率升温至440-450℃，再以130-140℃/小时速率降温至220-230℃，再以170-190℃/小时速率升温至540-550℃，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、高岭土2-3、三氧化二铝1-2、氧化镁4-5、蒙脱石1-2、氟化锆1-2、明矾2-3、海藻酸钠2-3、三聚磷酸钠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℃下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
本发明的有益效果
本发明原料配比合理，通过分次投放原料，合理控制铸后热处理温度，形成的合金具有耐腐蚀、高硬度、强度高、韧性高，受冲击时不易脆裂,并能降低生产成本低的特点；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。本发明广泛应用于各种泵的水压阀门，使用寿命长，安全。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。
具体实施方式
一种水压阀用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅1.4-1.6、锰1.1-1.3、铬3.7-4.1、S≤0.05、P≤0.05、W0.04-0.07、余量为铁。
所述的水压阀用合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：1.5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：（1）硅、锰；（2）铬、W；各批次投入元素的时间间隔为16，投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是：先由室温以205℃/小时速率升温至645℃，再以135℃/小时速率降温至515℃，再以180℃/小时速率升温至945℃，保温3.5小时；再以135℃/小时速率降温至610℃，保温55分钟，再以180℃/小时速率升温至725℃，再以135℃/小时速率降温至525℃，保温60分钟；再以125℃/小时速率降温至325℃，保温2.5小时；再以180℃/小时速率升温至445℃，再以135℃/小时速率降温至225℃，再以180℃/小时速率升温至545℃，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3.5、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-550、1.5%的纳米碳粉，混合均匀后，在12Mpa下压制成坯，然后，在920℃下煅烧3.5小时，冷却后，再粉碎成210目粉末，即得。
本发明水压阀用合金钢材料的机械性能为：拉伸强度1327MPa，屈服强度972.4MPa，延伸率13.1％，断面收缩率23.3％，冲击吸收功50.8J，冲击韧性63.2J/cm2，硬度271HB。
Claims (4)
1.一种水压阀用合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅1.4-1.6、锰1.1-1.3、铬3.7-4.1、S≤0.05、P≤0.05、W0.04-0.07、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的水压阀用合金钢材料的生产方法，其特征在于：
（1）、准备生铁与废铁按1：0.5-2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、W；各批次投入元素的时间间隔为15-17，投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的水压阀用合金钢材料的生产方法，其特征在于：所述的铸后热处理是：先由室温以200-210℃/小时速率升温至640-650℃，再以130-140℃/小时速率降温至510-520℃，再以170-190℃/小时速率升温至940-950℃，保温3-4小时；再以130-140℃/小时速率降温至600-620℃，保温50-60分钟，再以170-190℃/小时速率升温至720-730℃，再以130-140℃/小时速率降温至520-530℃，保温50-70分钟；再以120-130℃/小时速率降温至320-330℃，保温2-3小时；再以170-190℃/小时速率升温至440-450℃，再以130-140℃/小时速率降温至220-230℃，再以170-190℃/小时速率升温至540-550℃，保温2-3小时，取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的水压阀用合金钢材料的生产方法，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1-2、氟化锆1-2、明矾2-3、海藻酸钠2-3、三聚磷酸钠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℃下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
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| CN1714165A (zh) * | 2002-11-19 | 2005-12-28 | 工业钢克鲁梭公司 | 可焊接的结构钢组件及其制造方法 |
| CN103667943A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-26 | 安徽荣达阀门有限公司 | 一种泵叶轮用含钪耐磨低碳钢材料及其制备方法 |
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