一种泵轴用锰钢材料及其制备方法技术

一种泵轴用锰钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅0.4-0.6、锰5.2-5.4、铬1.5-1.7、镍0.3-0.5、钼1.3-1.5、铌0.6-0.8、钛1.2-1.4、镧0.02-0.04、As0.04-0.07、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。本发明专利技术通过使用镧、锰、钛等元素对中低碳钢进行改性，形成的合金不仅具有高的硬度、强度、韧性、耐磨性，还具有一定的耐腐蚀性能；本发明专利技术合金钢用于泵轴，使用寿命明显延长。本发明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，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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种泵轴用锰钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅0.4-0.6、锰5.2-5.4、铬1.5-1.7、镍0.3-0.5、钼1.3-1.5、银0.6-0.8、钛1.2-1.4、镧0.02-0.04、AsO.04-0.07、SsS0.05、PsS0.05、余量为铁。本专利技术通过使用镧、锰、钛等元素对中低碳钢进行改性，形成的合金不仅具有高的硬度、强度、韧性、耐磨性，还具有一定的耐腐蚀性能；本专利技术合金钢用于泵轴，使用寿命明显延长。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，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。【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
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该合金材料具有高硬 度、耐磨性好、韧性好的优点。 本专利技术的技术方案如下： 一种泵轴用锰钢材料，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 0· 4-0. 6、锰 5. 2-5. 4、铬 L 5-1. 7、镍 0· 3-0. 5、钥 L 3-1. 5、铌 0· 6-0. 8、钛 L 2-1. 4、镧 0· 02-0. 04、As 0· 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量为铁。 所述的泵轴用锰钢材料的生产方法，其特征在于： (1) 、准备生铁与废铁按I :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：（1)硅、锰、镧；（2)铬、镍、As ; (3)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-24分钟，投料后搅拌均匀。 所述的铸后热处理是：先由室温以180-190°C /小时速率升温至400-4KTC，保 温50-60分钟，再以180-190°C /小时速率升温至700-7KTC，再以180-190°C /小时速 率升温至930-940°C，保温4-5小时；再以130-140°C /小时速率降温至600-620°C，再以 170-190°C /小时速率升温至720-730°C，再以130-140°C /小时速率降温至520-530°C， 保温50-70分钟；再以120-130°C /小时速率降温至320-330°C，保温2-3小时；再以 170-190°C /小时速率升温至400-4KTC，再以150-160°C /小时速率降温至220-230°C，再 以170-190°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、高岭土 2-3、三氧化二铝 卜2、氧化缓4_5、蒙脱石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸钠2_3、二聚憐酸钠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°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镧、锰、钛等元素对中低碳钢进行改性，形成的合金不仅具有高的硬 度、强度、韧性、耐磨性，还具有一定的耐腐蚀性能；通过分次投放原料，合理控制铸后热处 理温度，更提高了合金的综合力学性能；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。本专利技术合金钢用于泵轴，使用寿命明显延长。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，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】 -种泵轴用锰钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0. 4、 硅 0· 4-0. 6、锰 5. 2-5. 4、铬 L 5-1. 7、镍 0· 3-0. 5、钥 L 3-1. 5、铌 0· 6-0. 8、钛 L 2-1. 4、镧 0· 02-0. 04、As 0· 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量为铁。 所述的泵轴用锰钢材料的生产方法，其特征在于： (1) 、准备生铁与废铁按I :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：（1)硅、锰、镧；（2)铬、镍、As ; (3)其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23分钟，投料后搅拌均匀。 所述的铸后热处理是：先由室温以185°c /小时速率升温至405°C，保温55分钟， 再以185°C /小时速率升温至705°C，再以185°C /小时速率升温至935°C，保温4. 5小时； 再以135°C /小时速率降温至610°C，再以180°C /小时速率升温至725°C，再以135°C /小 时速率降温至525°C，保温60分钟；再以126°C /小时速率降温至325°C，保温2. 5小时；再 以180°C /小时速率升温至405°C，再以155°C /小时速率降温至225°C，再以180°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. 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-550U. 5%的纳米碳粉，混合均匀后，在12Mpa下压制成述，然后，在 920°C下煅烧3. 5小时，冷却后，再粉碎成210目粉末，即得。 本专利技术泵轴用锰钢材料的机械性能为：拉伸强度1387MPa，屈服强度955. 6MPa，延 伸率13. 1%，断面收缩率22. 3%，冲击吸收功50. 8J，冲击韧性61. Ij/cm2,硬度297HB。【权利要求】1. 一种泵轴用锰钢材料，其特征在于：其含有的化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵轴用锰钢材料，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0.4‑0.6、锰5.2‑5.4、铬1.5‑1.7、镍0.3‑0.5、钼1.3‑1.5、铌0.6‑0.8、钛1.2‑1.4、镧0.02‑0.04、As 0.04‑0.07、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡光荣，
申请(专利权)人：安徽荣达阀门有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34