一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料制造技术

本发明专利技术涉及搅拌头材料领域，公开了一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.12‑0.28％C、0.3‑1.5％Si、0.2‑1.5％Mn、10.0‑15.0％Cr、1.0‑8.0％W、1.0‑5.0％Mo、0.1‑1.0％Sr、0.2‑0.8％V、0.005‑0.02％B、0.01‑0.25％Nb、0.05‑0.80％In、0.01‑1.0％Al、≤0.03％P、≤0.03％S，余量为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术的搅拌头材料不仅具有优异的耐磨损性能、抗高温氧化性能，而且具有优异的抗蠕变性能，显著延长搅拌头的使用寿命。

Creep resistant alloy steel material for stirring head

The present invention relates to a mixing head material field, discloses a creep resistant alloy steel mixing head composed of raw materials with the following weight percentage: 0.12 0.28%C, 0.3 1.5%Si, 0.2 1.5%Mn, 10 15.0%Cr, 1 8.0%W, 1 5.0%Mo, 0.1 1.0%Sr, 0.2 0.8%V, 0.005 0.02%B 0.01, 0.25%Nb, 0.05 0.80%In, 0.01 1.0%Al, less than 0.03%P, less than 0.03%S, the balance of iron and unavoidable impurities. The stirring head material of the invention has the advantages of excellent abrasion resistance, high temperature oxidation resistance, excellent creep resistance and long service life.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及搅拌头材料领域，尤其涉及一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料
技术介绍
搅拌头是搅拌摩擦焊技术的关键，被誉为搅拌摩擦焊的心脏。搅拌头的好坏不仅决定了搅拌摩擦焊接头的性能，而且决定着搅拌摩擦焊的生产成本。搅拌头由轴肩、夹持部分和搅拌针组成。在搅拌摩擦焊过程中，搅拌针要旋转着插入被焊材料的结合界面处，并在一定速度下沿着焊缝前进。因此，在搅拌摩擦焊时搅拌针的工作环境较为恶劣，对耐磨损性能，尤其是高温耐磨损性能要求高。国内最常用的搅拌头材料为H13钢。但是H13钢制作的搅拌头在长时间焊接铝合金结构件时，如焊接铝合金船体和筒形储藏件时，搅拌头容易出现蠕变和蠕变疲劳现象，缩短搅拌头的使用寿命，影响工作效率，增加企业成本。如何提高搅拌头的使用寿命,研制出生产工艺简便、使用可靠、价廉物美的新型抗蠕变搅拌头材料，是当前急需解决的技术问题。申请号为201510991313.2的中国专利技术专利公开了一种搅拌摩擦焊用的高氮钢搅拌头及其制造工艺。该搅拌头的高氮钢材料以重量百分比计，含有以下元素：Mn：16-19％；Cr：20-30％；N：0.5-0.9％；Mo：1.5-2.5％；Ni：≤0.2％；S：≤0.03％；P：≤0.03％；C：≤0.03％；Si：≤0.4％，余量为铁及不可避免杂质。该高氮钢材料强度高、抗蠕变、疲劳性能好，采用该材料制作的搅拌头强度高，受用寿命长，产热稳定，能够满足铝合金等低熔点有色金属对搅拌头性能的要求。但是上述搅拌头材料的抗蠕变性能人不够理想，有待进一步提高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料。本专利技术的搅拌头材料不仅具有优异的耐磨损性能、抗高温氧化性能，而且具有优异的抗蠕变性能，显著延长搅拌头的使用寿命。本专利技术的具体技术方案为：一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.12-0.28％C、0.3-1.5％Si、0.2-1.5％Mn、10.0-15.0％Cr、1.0-8.0％W、1.0-5.0％Mo、0.1-1.0％Sr、0.2-0.8％V、0.005-0.02％B、0.01-0.25％Nb、0.05-0.80％In、0.01-1.0％Al、≤0.03％P、≤0.03％S，余量为铁和不可避免的杂质。所述不可避免杂质的含量≤0.10％。本命专利技术对搅拌头材料中各元素的含量进行了严格调控，使得搅拌头材料不仅具有优异的耐磨损性能、抗高温氧化性能，而且具有优异的抗蠕变性能，显著延长搅拌头的使用寿命。其中，在合金钢中：碳(C)的主要作用是保持合金钢较好的强度。硅(Si)的主要作用是作为还原剂和脱氧剂，并提高合金钢的弹性极限，屈服点、抗拉强度和抗氧化性能。锰(Mn)的主要作用是作为脱氧剂和脱硫剂，并提高合金钢的强韧性，改善合金钢的热加工性能。铬(Cr)的主要作用是提高合金钢的强度、硬度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性。钨(W)的主要作用是提高合金钢的抗蠕变能力和耐磨损性能。钼(Mo)的主要作用是细化晶粒，提高合金钢的淬透性和热强性能，使合金钢在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。锶(Sr)的主要作用是提高合金钢的高温抗氧化性能，增强合金钢的高温耐磨损性能。钒(V)的主要作用是细化晶粒，提高钢的强度和和韧性，提高钢的耐磨性和热硬性以及回火稳定性。硼(B)的主要作用是改善合金钢的致密性，提高强度。铌(Nb)的主要作用是细化晶粒、降低合金钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度和耐腐蚀性能。铟(In)的主要作用是改善合金钢的韧性。铝(Al)的主要使用是细化晶粒，并作为脱氧剂，从而改善合金钢的强韧性。此外由于硫(S)、磷(P)易于铁形成脆性的硫化物、磷化物，恶化合金钢的性能，所以需要严格控制合金钢中S、P含量。本专利技术的搅拌头在制备过程中，熔炼、热处理都采用常规方法即可。作为优选，上述搅拌头用抗蠕变合金钢材料由以下重量百分比的原料组成：0.15-0.25％C、0.5-1.2％Si、0.3-1.3％Mn、11.0-14.5％Cr、2.0-7.0％W、2.0-4.5％Mo、0.2-0.9％Sr、0.3-0.7％V、0.006-0.015％B、0.05-0.20％Nb、0.08-0.75％In、0.05-0.9％Al、≤0.02％P、≤0.02％S，余量为铁和不可避免的杂质，所述杂质的含量≤0.10％。作为进一步优选，上述搅拌头用抗蠕变合金钢材料由以下重量百分比的原料组成：0.18-0.20％C、0.6-1.1％Si、0.5-1.2％Mn、11.5-14.0％Cr、2.7-6.8％W、2.5-4.2％Mo、0.3-0.85％Sr、0.35-0.65％V、0.008-0.012％B、0.08-0.18％Nb、0.09-0.70％In、0.08-0.85％Al、≤0.01％P、≤0.01％S，余量为铁和不可避免的杂质，所述杂质的含量≤0.10％。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的搅拌头材料不仅具有优异的耐磨损性能、抗高温氧化性能，而且具有优异的抗蠕变性能，显著延长搅拌头的使用寿命。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。实施例1一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.20％C、0.9％Si、0.85％Mn、12.5％Cr、4.5％W、3.0％Mo、0.5％Sr、0.5％V、0.01％B、0.13％Nb、0.40％In、0.50％Al、0.03％P、0.03％S、不可避免杂质0.08％，余量为Fe。实施例2一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.12％C、1.5％Si、0.2％Mn、15.0％Cr、1.0％W、5.0％Mo、0.1％Sr、0.8％V、0.005％B、0.25％Nb、0.05％In、1.0％Al、0.01％P、0.01％S、不可避免杂质0.08％，余量为Fe。实施例3一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.28％C、0.3％Si、1.5％Mn、10.0％Cr、8.0％W、1.0％Mo、1.0％Sr、0.2％V、0.02％B、0.01％Nb、0.80％In、0.01％Al、0.001％P、0.006％S、不可避免杂质0.08％，余量为Fe。0.18-0.20％C、0.6-1.1％Si、0.5-1.2％Mn、11.5-14.0％Cr、2.7-6.8％W、2.5-4.2％Mo、0.3-0.85％Sr、0.35-0.65％V、0.008-0.012％B、0.08-0.18％Nb、0.09-0.70％In、0.08-0.85％Al、≤0.01％P、≤0.01％S，余量为铁和不可避免的杂质。实施例4一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.19％C、0.9％Si、0.9％Mn、12.4％Cr、5.2％W、3.8％Mo、0.65％Sr、0.55％V、0.012％B、0.11％Nb、0.2％In、0.50％Al、0.005％P、0.005％S、不可避免杂质0.08％，余量为Fe。实施例5一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，由以下重量百分比的原料组成：0.19％C、0.85％Si、0.85％Mn、13.0％Cr、4.5％W、3.3％Mo、0.6％Sr、0.45％V、0.01％B、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：0.12‑0.28％C、0.3‑1.5％Si、0.2‑1.5％Mn、10.0‑15.0％Cr、1.0‑8.0％W、1.0‑5.0％Mo、0.1‑1.0％Sr、0.2‑0.8％V、0.005‑0.02％B、0.01‑0.25％Nb、0.05‑0.80％In、0.01‑1.0％Al、≤0.03％P、≤0.03％S，余量为铁和不可避免的杂质，所述杂质的含量≤0.10％。

【技术特征摘要】
1.一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：0.12-0.28％C、0.3-1.5％Si、0.2-1.5％Mn、10.0-15.0％Cr、1.0-8.0％W、1.0-5.0％Mo、0.1-1.0％Sr、0.2-0.8％V、0.005-0.02％B、0.01-0.25％Nb、0.05-0.80％In、0.01-1.0％Al、≤0.03％P、≤0.03％S，余量为铁和不可避免的杂质，所述杂质的含量≤0.10％。2.如权利要求1所述的一种搅拌头用抗蠕变合金钢材料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：0.15-0.25％C、0.5-1.2％Si、0.3-1.3％Mn、11.0-14.5％Cr、2.0-7.0％W、2.0-4.5％Mo、0.2-0.9％...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐远金，徐安莲，杜彦斌，陈康，
申请(专利权)人：重庆派馨特机电有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50