一種泵用合金鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泵用合金鋼的制作方法，屬于合金鋼制作【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的一種泵用合金鋼的制作方法，其步驟為：（1）將生鐵與廢鐵作為鐵基質(zhì)來源在電弧爐內(nèi)熔化冶煉，并加入W和Ni；（2）鐵水溫度升至1650～1700℃倒入精煉爐內(nèi)，造渣形成稀薄渣后，加入復(fù)合脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧；（3）向鐵水中加入Cr、Mn和Cu，并在鐵渣表面加入脫氧劑，在1600～1650℃下精煉 1～1.5小時(shí)，同時(shí)利用 LF 爐底吹惰性氣體攪拌；（4）向鐵水中補(bǔ)加Si；（5）真空脫氣處理，吊包澆注；（6）鑄后熱處理。采用本發(fā)明的泵用合金鋼的制作方法，制得的泵用合金鋼可以實(shí)現(xiàn)泵體耐腐蝕性強(qiáng)的目的，而且，用凍干技術(shù)生產(chǎn)的鎢粉的使用，還提高了渣漿泵的耐磨性。
【專利說明】一種泵用合金鋼的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金鋼制作【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種泵用合金鋼的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]泵閥工作的環(huán)境多樣，惡劣，對(duì)材質(zhì)的要求很高，目前泵閥用的合金鋼有多種多樣，技術(shù)有很大進(jìn)步，但是仍有很多問題存在，如耐磨性、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性等，在很多場(chǎng)合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進(jìn)一步改進(jìn)，以提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性。
[0003]在渣漿泵行業(yè)內(nèi)，過流部件使用最多的耐磨材料是Crl5Mo3和Cr26系列。Crl5Mo3系列適用于絕大部分磨損工況條件，因?yàn)镃r大部分都形成了碳化物顆粒，所以不耐腐蝕；Cr26材料可以應(yīng)對(duì)大部分腐蝕不強(qiáng)的工況條件，但是對(duì)于特別惡劣的工況，尤其是介質(zhì)PH值< 2的高腐蝕性介質(zhì)中，產(chǎn)品的使用壽命降低50%-80%，不能滿足設(shè)計(jì)要求。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201310550284.7，
【公開日】2014.03.26的專利文獻(xiàn)公開了一種柱塞泵用配流盤的合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:C0.3-0.4、Sil.15-1.32、Μη2.5-2.7、Cr2.3-2.4、Cu0.3-0.5、A13-4、Sc0.6-0.8、La0.12-0.14、Y0.03-0.05、Nb0.7-0.9、Ta0.2-0.3、P 彡 0.030、S ( 0.030、余量為鐵。該發(fā)明通過使用鋁、釔等多種原料組合，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金鋼具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性好的特點(diǎn)；使用部分廢鐵作為原料，使合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一；經(jīng)二次精煉，硫磷等有害元素更低，通過加入精煉劑，氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級(jí)左右。但該發(fā)明制得的合金鋼材料在應(yīng)用于渣漿泵中時(shí)，耐腐蝕性不夠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)渣漿泵用鋼合金耐腐蝕性較差的問題，提供了一種泵用合金鋼的制作方法。采用本發(fā)明的泵用合金鋼的制作方法，制得的泵用合金鋼可以實(shí)現(xiàn)泵體耐腐蝕性強(qiáng)的目的，而且，用凍干技術(shù)生產(chǎn)的鎢粉的使用，還提高了渣漿泵的耐磨性。
[0006]2.技術(shù)方案
鋼合金中，為了提高合金的硬度和耐磨性，加入鎢元素是經(jīng)常采用的技術(shù)手段，但是鎢金屬由于難于提煉，價(jià)格相當(dāng)昂貴，所以有“鎢金”的說法，發(fā)明人為了提高金屬鎢的使用效能，運(yùn)用了真空冷凍干燥技術(shù)生產(chǎn)鎢粉，所生產(chǎn)的鎢粉的純度和細(xì)度均高于一般的提煉方法，而且，經(jīng)測(cè)試，加入本發(fā)明的方法制得的鎢粉制得的鎢鋼，其硬度更高，耐磨性也相應(yīng)得到提高，因此，為了降低生產(chǎn)成本，加入本方法制得的鎢粉時(shí)，可以少量添加也能達(dá)到原來的效果。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種泵用合金鋼的制作方法，其步驟為:
(I)將生鐵與廢鐵按1:3比例總共450~500重量份作為鐵基質(zhì)來源在電弧爐內(nèi)熔化冶煉，并加入2~3重量份的W和15~20重量份的Ni ；
(2)步驟(I)的鐵水溫度升至1650?1700°C倒入精煉爐內(nèi)，造渣形成稀薄渣后，加入復(fù)合脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，復(fù)合脫氧劑與鋼水用量比為6?8公斤/噸；
(3)向鐵水中加入300~350重量份Cr、10-15重量份Mn和1~2重量份Cu，并在鐵渣表面加入脫氧劑，在1600?1650°C下精煉I?1.5小時(shí)，同時(shí)利用LF爐底吹惰性氣體攪拌；
(4)向鐵水中補(bǔ)加8~10重量份Si，繼續(xù)冶煉5?10分鐘；
(5)真空脫氣處理，吊包澆注；
(6)鑄后熱處理。
[0008]更進(jìn)一步地，所述的W元素用超細(xì)鎢粉加入。
[0009]更進(jìn)一步地，所述的超細(xì)鎢粉的制作方法為:
步驟一:將鎢酸溶于蒸餾水，加入氨水后加熱，得到鎢酸銨溶液；
步驟二:將鎢酸銨溶液進(jìn)行_45~-50°C的速凍空間中速凍；
步驟三:將速凍后的鎢酸銨轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，凍干后呈白色蜂窩狀脆塊；
步驟四:粉碎，將步驟三的白色蜂窩狀脆塊進(jìn)行100目的粉碎；
步驟五:在250~500°C下用氫氣還原4~6小時(shí)成亞微米的鎢粉。
[0010]更進(jìn)一步地，所述的步驟6鑄后熱處理的步驟為:先由室溫以100_180°C /小時(shí)速率升溫至400-440°C，保溫100分鐘；再繼續(xù)以100-200°C /小時(shí)速率升溫至800-900°C，保溫5-6小時(shí)；再以100-120°C /小時(shí)速率降溫至700-750°C，保溫460分鐘，再以100-130°C /小時(shí)速率降溫至550-600°C，保溫80分鐘；再以50-90°C /小時(shí)速率降溫至250_300°C，保溫3小時(shí)；再以100-140°C /小時(shí)速率升溫至400-450°C，再以30-40°C /小時(shí)速率降溫至200-250°C，再以100-140°C /小時(shí)速率升溫550°C，保溫2_3小時(shí)，取出空冷即得成品。
[0011]3.有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
(1)本發(fā)明的一種泵用合金鋼的制作方法，制得的泵用合金鋼的鉻含量為35%，基體中可以避免M7Cr3型碳化物的產(chǎn)生，所以在材料中形成的碳化物應(yīng)為M23C6型碳化物，較之BTMCr26 (GB/T8263-2010《抗磨白口鑄鐵件》)的M7C3型碳化物極大地提高了材料的耐腐蝕性能，通過調(diào)整Cr/C比，使得基體中固溶了大量的Cr元素，從而大幅度提升材料基體的耐腐蝕性能；
(2)本發(fā)明的一種泵用合金鋼的制作方法，所用真空冷凍干燥方法生產(chǎn)的亞微米的鎢粉，在同類合金鋼材料中添加時(shí)，只要加入原配方的一半的鎢粉，也能達(dá)到原來的設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)成本大大降低。

【具體實(shí)施方式】
[0012]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0013]實(shí)施例1
本實(shí)施例的一種泵用合金鋼的制作方法，其步驟為:
(I)將生鐵與廢鐵按1:3比例總共450公斤作為鐵基質(zhì)來源在電弧爐內(nèi)熔化冶煉，并加入2公斤的鎢粉和15公斤的Ni ； (2)步驟(I)的鐵水溫度升至1650°C倒入精煉爐內(nèi)，造渣形成稀薄渣后，加入復(fù)合脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，復(fù)合脫氧劑與鋼水用量比為8公斤/噸；
(3)向鐵水中加入300公斤Cr、10公斤Mn和I公斤Cu，并在鐵澄表面加入脫氧劑，在1600°C下精煉1.5小時(shí)，同時(shí)利用LF爐底吹惰性氣體攪拌；
(4)向鐵水中補(bǔ)加8公斤Si，繼續(xù)冶煉5分鐘；
(5)真空脫氣處理，吊包澆注；
(6)鑄后熱處理。
[0014]其中，(I)步驟中加入的鎢粉的制作方法為:
步驟一:將鎢酸溶于蒸餾水，加入氨水后加熱，得到鎢酸銨溶液；
步驟二:將鎢酸銨溶液進(jìn)行_50°C的速凍空間中速凍；
步驟三:將速凍后的鎢酸銨轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，凍干后呈白色蜂窩狀脆塊；
步驟四:粉碎，將步驟三的白色蜂窩狀脆塊進(jìn)行100目的粉碎；
步驟五:在500°c下用氫氣還原4小時(shí)成亞微米的鎢粉。
[0015](6)步驟中鑄后熱處理的步驟為:先由室溫以100°C/小時(shí)速率升溫至400°C，保溫100分鐘；再繼續(xù)以200°C /小時(shí)速率升溫至900°C，保溫5小時(shí)；再以100°C /小時(shí)速率降溫至700°C，保溫460分鐘，再以100°C /小時(shí)速率降溫至600°C，保溫80分鐘；再以50°C /小時(shí)速率降溫至250°C，保溫3小時(shí)；再以100°C /小時(shí)速率升溫至400°C，再以30°C /小時(shí)速率降溫至200°C，再以100°C /小時(shí)速率升溫550°C，保溫2小時(shí)，取出空冷即得成品。
[0016]本實(shí)施例的一種泵用合金鋼的制作方法制作的合金鋼，經(jīng)檢測(cè):材料退火態(tài)硬度為39HRC，在具體應(yīng)用至渣漿泵中后，同等條件下，渣漿泵的使用壽命提高50%以上。
[0017]實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種泵用合金鋼的制作方法，其步驟為:
(1)將生鐵與廢鐵按1:3比例總共500公斤作為鐵基質(zhì)來源在電弧爐內(nèi)熔化冶煉，并加入3公斤的鶴粉和20公斤的Ni ；
(2)步驟(I)的鐵水溫度升至1700°C倒入精煉爐內(nèi)，造渣形成稀薄渣后，加入復(fù)合脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，復(fù)合脫氧劑與鋼水用量比為6公斤/噸；
(3)向鐵水中加入350公斤Cr、15公斤Mn和2公斤Cu，并在鐵渣表面加入脫氧劑，在1650°C下精煉I小時(shí)，同時(shí)利用LF爐底吹惰性氣體攪拌；
(4)向鐵水中補(bǔ)加10公斤Si，繼續(xù)冶煉10分鐘；
(5)真空脫氣處理，吊包澆注；
(6)鑄后熱處理。
[0018]其中，(I)步驟中加入的鎢粉的制作方法為:
步驟一:將鎢酸溶于蒸餾水，加入氨水后加熱，得到鎢酸銨溶液；
步驟二:將鎢酸銨溶液進(jìn)行_45°C的速凍空間中速凍；
步驟三:將速凍后的鎢酸銨轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，凍干后呈白色蜂窩狀脆塊；
步驟四:粉碎，將步驟三的白色蜂窩狀脆塊進(jìn)行100目的粉碎；
步驟五:在500°c下用氫氣還原6小時(shí)成亞微米的鎢粉。
[0019](6)步驟中鑄后熱處理的步驟為:先由室溫以180°C/小時(shí)速率升溫至440°C，保溫100分鐘；再繼續(xù)以100°C /小時(shí)速率升溫至800°C，保溫6小時(shí)；再以120°C /小時(shí)速率降溫至750°C，保溫460分鐘，再以130°C /小時(shí)速率降溫至550°C，保溫80分鐘；再以90°C /小時(shí)速率降溫至300°C，保溫3小時(shí)；再以140°C /小時(shí)速率升溫至450°C，再以40°C /小時(shí)速率降溫至250°C，再以140°C /小時(shí)速率升溫550°C，保溫3小時(shí)，取出空冷即得成品。
[0020]本實(shí)施例的一種泵用合金鋼的制作方法制作的合金鋼，經(jīng)檢測(cè):材料退火態(tài)硬度為50HRC，在具體應(yīng)用至渣漿泵中后，同等條件下，渣漿泵的使用壽命提高100%。
[0021]實(shí)施例3
本實(shí)施例的一種泵用合金鋼的制作方法，其步驟為:
(1)將生鐵與廢鐵按1:3比例總共470公斤作為鐵基質(zhì)來源在電弧爐內(nèi)熔化冶煉，并加入3公斤的鶴粉和18公斤的Ni ；
(2)步驟(I)的鐵水溫度升至1680°C倒入精煉爐內(nèi)，造渣形成稀薄渣后，加入復(fù)合脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，復(fù)合脫氧劑與鋼水用量比為7公斤/噸；
(3)向鐵水中加入330公斤Cr、13公斤Mn和2公斤Cu，并在鐵渣表面加入脫氧劑，在1680°C下精煉1.2小時(shí)，同時(shí)利用LF爐底吹惰性氣體攪拌；
(4)向鐵水中補(bǔ)加9公斤Si，繼續(xù)冶煉8分鐘；
(5)真空脫氣處理，吊包澆注；
(6)鑄后熱處理。
[0022]其中，(I)步驟中加入的鎢粉的制作方法為:
步驟一:將鎢酸溶于蒸餾水，加入氨水后加熱，得到鎢酸銨溶液；
步驟二:將鎢酸銨溶液進(jìn)行_48°C的速凍空間中速凍；
步驟三:將速凍后的鎢酸銨轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，凍干后呈白色蜂窩狀脆塊；
步驟四:粉碎，將步驟三的白色蜂窩狀脆塊進(jìn)行100目的粉碎；
步驟五:在360°c下用氫氣還原5小時(shí)成亞微米的鎢粉。
[0023](6)步驟中鑄后熱處理的步驟為:先由室溫以140°C/小時(shí)速率升溫至420°C，保溫100分鐘；再繼續(xù)以140°C /小時(shí)速率升溫至850°C，保溫6小時(shí)；再以110°C /小時(shí)速率降溫至730°C，保溫460分鐘，再以110°C /小時(shí)速率降溫至580°C，保溫80分鐘；再以70°C /小時(shí)速率降溫至280°C，保溫3小時(shí)；再以120°C /小時(shí)速率升溫至430°C，再以35°C /小時(shí)速率降溫至220°C，再以120°C /小時(shí)速率升溫550°C，保溫3小時(shí)，取出空冷即得成品。
[0024]本實(shí)施例的一種泵用合金鋼的制作方法制作的合金鋼，經(jīng)檢測(cè):材料退火態(tài)硬度為45HRC，在具體應(yīng)用至渣漿泵中后，同等條件下，渣漿泵的使用壽命提高80%。
[0025]以上示意性地對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，實(shí)際的技術(shù)方案并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的實(shí)施方式，均應(yīng)屬于本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種泵用合金鋼的制作方法，其步驟為: (1)將生鐵與廢鐵按1:3比例總共450~500重量份作為鐵基質(zhì)來源在電弧爐內(nèi)熔化冶煉，并加入2~3重量份的W和15~20重量份的Ni ； (2)步驟(1)的鐵水溫度升至1650?1700°C倒入精煉爐內(nèi)，造渣形成稀薄渣后，加入復(fù)合脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，復(fù)合脫氧劑與鋼水用量比為6?8公斤/噸； (3)向鐵水中加入300~350重量份Cr、10-15重量份Μη和1~2重量份Cu，并在鐵渣表面加入脫氧劑，在1600?1650°C下精煉1?1.5小時(shí)，同時(shí)利用LF爐底吹惰性氣體攪拌； (4)向鐵水中補(bǔ)加8~10重量份Si，繼續(xù)冶煉5?10分鐘； (5)真空脫氣處理，吊包澆注； (6)鑄后熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵用合金鋼的制作方法，其特征在于:所述的W元素用超細(xì)鎢粉加入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種泵用合金鋼的制作方法，其特征在于:所述的超細(xì)鎢粉的制作方法為: 步驟一:將鎢酸溶于蒸餾水，加入氨水后加熱，得到鎢酸銨溶液； 步驟二:將鎢酸銨溶液進(jìn)行_45~-50°C的速凍空間中速凍； 步驟三:將速凍后的鎢酸銨轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，凍干后呈白色蜂窩狀脆塊； 步驟四:粉碎，將步驟三的白色蜂窩狀脆塊進(jìn)行100目的粉碎； 步驟五:在250~500°C下用氫氣還原4~6小時(shí)成亞微米的鎢粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種泵用合金鋼的制作方法，其特征在于:所述的步驟6鑄后熱處理的步驟為:先由室溫以100-180°C/小時(shí)速率升溫至400-440°C，保溫100分鐘；再繼續(xù)以100-200°C /小時(shí)速率升溫至800-900°C，保溫5_6小時(shí)；再以100-120°C /小時(shí)速率降溫至700-750°C，保溫460分鐘，再以100_130°C /小時(shí)速率降溫至550_600°C，保溫80分鐘；再以50-90°C /小時(shí)速率降溫至250-300°C，保溫3小時(shí)；再以100-140°C /小時(shí)速率升溫至400-450°C，再以30-40°C /小時(shí)速率降溫至200_250°C，再以100-140°C /小時(shí)速率升溫550 °C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得成品。
【文檔編號(hào)】C21D6/00GK104498666SQ201410826742
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】李大志 申請(qǐng)人:蕪湖金龍模具鍛造有限責(zé)任公司