本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種泵用合金鋼材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

泵是輸送流體或使流體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。在化工和石油部門的生產(chǎn)中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料制成半成品和成品，需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流量的作用，此外，在很多裝置中還用泵來調(diào)節(jié)溫度。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，泵是主要的排灌機(jī)械。我國農(nóng)村幅員廣闊，每年農(nóng)村都需要大量的泵，一般來說農(nóng)用泵占泵總產(chǎn)量一半以上。在礦業(yè)和冶金工業(yè)中，泵也是使用最多的設(shè)備。礦井需要用泵排水，在選礦、冶煉和軋制過程中，需用泵來供水等。在電力部門，核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、油氣混輸泵、循環(huán)水泵和灰渣泵等。在國防建設(shè)中，飛機(jī)襟翼、尾舵和起落架的調(diào)節(jié)、軍艦和坦克炮塔的轉(zhuǎn)動(dòng)、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體，有的還要求泵無任何泄漏等?？傊瑹o論是飛機(jī)、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車、船舶，或者是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運(yùn)行。正是這樣，所以把泵列為通用機(jī)械，它是機(jī)械工業(yè)中的一類主要產(chǎn)品。泵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，在很多場合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種泵用合金鋼材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁8.5-9.3%、鈥0.08-0.16%、鏑0.03-0.07%、碳0.1-0.18%、銻0.2-0.6%、鎢1.1-1.9%，余量為鐵。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁8.7-9.1%、鈥0.1-0.14%、鏑0.04-0.06%、碳0.12-0.16%、銻0.3-0.5%、鎢1.3-1.7%，余量為鐵。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁8.9%、鈥0.12%、鏑0.05%、碳0.14%、銻0.4%、鎢1.5%，余量為鐵。

一種泵用合金鋼材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將鋁、碳、銻、鎢、鐵放入真空熔煉爐中，抽真空至5.5×10^-3pa以上，開始升溫，待溫度升至730-750℃后在該溫度下保持0.8-0.9h，繼續(xù)升溫至1120-1150℃時(shí)停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至8.5×10³pa，在該溫度下攪拌1.2-1.4h；然后繼續(xù)升溫至1220-1240℃，再充入惰性氣體至9.5×10⁴pa，在該溫度下攪拌1-1.2h，降溫至600℃，制得合金料；

2）將鈥、鏑置入合金料中，在600℃下抽真空至5×10^-3pa以上，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至950-980℃，并在該溫度下保溫0.8-1h，然后每分鐘上升2℃，升溫至1080℃，再該溫度下保溫0.7-0.9h，然后每3min升溫1℃，升溫至1380℃，靜置1.5-1.6h，制得精煉液；

3）將精煉液降溫至720-750℃后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至305-315℃的模具型腔中，其中充型開始時(shí)的精煉液熔體流速為0.3m/s、鑄造壓力為70mpa，充型率超過64％后，提高精煉液的熔體流速至2.2m/s、鑄造壓力為102mpa，直至充型壓鑄結(jié)束；

4）將上述鑄件在480℃條件下均勻化35h后水淬至室溫后，再在300℃保溫5-6h，然后在220-230℃進(jìn)行12-15h的時(shí)效處理，即得。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟1）中，升溫至1140℃時(shí)停止抽真空。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟2）中，靜置1.55h。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟3）中，模具型腔預(yù)熱至310℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通在碳鋼上添加鈥、鏑、銻、鎢等元素，原料配比合理，經(jīng)過合理控制處理工藝制得的合金鋼具有極佳的耐磨性好、韌性好、強(qiáng)度高、耐沖擊、硬度高、耐高溫、使用壽命長、易焊接的特點(diǎn)；不易發(fā)生冷脆低溫轉(zhuǎn)變，抗疲勞性強(qiáng)，經(jīng)久耐用，品質(zhì)穩(wěn)定均一，致密性好。本發(fā)明合金鋼適用于強(qiáng)磨損環(huán)境中工作的部件，極適用于泵領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例中，一種泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁8.5%、鈥0.08%、鏑0.03%、碳0.1%、銻0.2%、鎢1.1%，余量為鐵。將鋁、碳、銻、鎢、鐵放入真空熔煉爐中，抽真空至5.5×10^-3pa以上，開始升溫，待溫度升至730℃后在該溫度下保持0.8h，繼續(xù)升溫至1120℃時(shí)停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至8.5×10³pa，在該溫度下攪拌1.2h；然后繼續(xù)升溫至1220℃，再充入惰性氣體至9.5×10⁴pa，在該溫度下攪拌1h，降溫至600℃，制得合金料。將鈥、鏑置入合金料中，在600℃下抽真空至5×10^-3pa以上，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至950℃，并在該溫度下保溫0.8h，然后每分鐘上升2℃，升溫至1080℃，再該溫度下保溫0.7h，然后每3min升溫1℃，升溫至1380℃，靜置1.5h，制得精煉液。將精煉液降溫至720℃后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至305℃的模具型腔中，其中充型開始時(shí)的精煉液熔體流速為0.3m/s、鑄造壓力為70mpa，充型率超過64％后，提高精煉液的熔體流速至2.2m/s、鑄造壓力為102mpa，直至充型壓鑄結(jié)束。將上述鑄件在480℃條件下均勻化35h后水淬至室溫后，再在300℃保溫5h，然后在220℃進(jìn)行12h的時(shí)效處理，即得。

本發(fā)明用于泵的合金鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度1360mpa，屈服強(qiáng)度975mpa，延伸率13.4％，斷面收縮率24.1％，沖擊吸收功53j，沖擊韌性63j/cm²，硬度293hb。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例中，一種泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁9.3%、鈥0.16%、鏑0.07%、碳0.18%、銻0.6%、鎢1.9%，余量為鐵。將鋁、碳、銻、鎢、鐵放入真空熔煉爐中，抽真空至5.5×10^-3pa以上，開始升溫，待溫度升至750℃后在該溫度下保持0.9h，繼續(xù)升溫至1150℃時(shí)停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至8.5×10³pa，在該溫度下攪拌1.4h；然后繼續(xù)升溫至1240℃，再充入惰性氣體至9.5×10⁴pa，在該溫度下攪拌1.2h，降溫至600℃，制得合金料。將鈥、鏑置入合金料中，在600℃下抽真空至5×10^-3pa以上，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至980℃，并在該溫度下保溫1h，然后每分鐘上升2℃，升溫至1080℃，再該溫度下保溫0.9h，然后每3min升溫1℃，升溫至1380℃，靜置1.6h，制得精煉液。將精煉液降溫至750℃后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至315℃的模具型腔中，其中充型開始時(shí)的精煉液熔體流速為0.3m/s、鑄造壓力為70mpa，充型率超過64％后，提高精煉液的熔體流速至2.2m/s、鑄造壓力為102mpa，直至充型壓鑄結(jié)束。將上述鑄件在480℃條件下均勻化35h后水淬至室溫后，再在300℃保溫6h，然后在230℃進(jìn)行15h的時(shí)效處理，即得。

本發(fā)明用于泵的合金鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度1362mpa，屈服強(qiáng)度979mpa，延伸率13.5％，斷面收縮率24.3％，沖擊吸收功54j，沖擊韌性64j/cm²，硬度295hb。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例中，一種泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁8.7%、鈥0.1%、鏑0.04%、碳0.12%、銻0.3%、鎢1.3%，余量為鐵。將鋁、碳、銻、鎢、鐵放入真空熔煉爐中，抽真空至5.5×10^-3pa以上，開始升溫，待溫度升至740℃后在該溫度下保持0.85h，繼續(xù)升溫至1140℃時(shí)停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至8.5×10³pa，在該溫度下攪拌1.3h；然后繼續(xù)升溫至1230℃，再充入惰性氣體至9.5×10⁴pa，在該溫度下攪拌1.1h，降溫至600℃，制得合金料。將鈥、鏑置入合金料中，在600℃下抽真空至5×10^-3pa以上，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至960℃，并在該溫度下保溫0.9h，然后每分鐘上升2℃，升溫至1080℃，再該溫度下保溫0.8h，然后每3min升溫1℃，升溫至1380℃，靜置1.55h，制得精煉液。將精煉液降溫至740℃后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至310℃的模具型腔中，其中充型開始時(shí)的精煉液熔體流速為0.3m/s、鑄造壓力為70mpa，充型率超過64％后，提高精煉液的熔體流速至2.2m/s、鑄造壓力為102mpa，直至充型壓鑄結(jié)束。將上述鑄件在480℃條件下均勻化35h后水淬至室溫后，再在300℃保溫5.5h，然后在225℃進(jìn)行13h的時(shí)效處理，即得。

本發(fā)明用于泵的合金鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度1380mpa，屈服強(qiáng)度981mpa，延伸率13.8％，斷面收縮率24.8％，沖擊吸收功57j，沖擊韌性68j/cm²，硬度298hb。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例中，一種泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁9.1%、鈥0.14%、鏑0.06%、碳0.16%、銻0.5%、鎢1.7%，余量為鐵。將鋁、碳、銻、鎢、鐵放入真空熔煉爐中，抽真空至5.5×10^-3pa以上，開始升溫，待溫度升至740℃后在該溫度下保持0.85h，繼續(xù)升溫至1140℃時(shí)停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至8.5×10³pa，在該溫度下攪拌1.3h；然后繼續(xù)升溫至1230℃，再充入惰性氣體至9.5×10⁴pa，在該溫度下攪拌1.1h，降溫至600℃，制得合金料。將鈥、鏑置入合金料中，在600℃下抽真空至5×10^-3pa以上，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至960℃，并在該溫度下保溫0.9h，然后每分鐘上升2℃，升溫至1080℃，再該溫度下保溫0.8h，然后每3min升溫1℃，升溫至1380℃，靜置1.55h，制得精煉液。將精煉液降溫至740℃后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至310℃的模具型腔中，其中充型開始時(shí)的精煉液熔體流速為0.3m/s、鑄造壓力為70mpa，充型率超過64％后，提高精煉液的熔體流速至2.2m/s、鑄造壓力為102mpa，直至充型壓鑄結(jié)束。將上述鑄件在480℃條件下均勻化35h后水淬至室溫后，再在300℃保溫5.5h，然后在225℃進(jìn)行13h的時(shí)效處理，即得。

本發(fā)明用于泵的合金鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度1395mpa，屈服強(qiáng)度984mpa，延伸率13.7％，斷面收縮率24.7％，沖擊吸收功59j，沖擊韌性69j/cm²，硬度297hb。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例中，一種泵用合金鋼材料，由以下按照質(zhì)量百分比的原料組成：鋁8.9%、鈥0.12%、鏑0.05%、碳0.14%、銻0.4%、鎢1.5%，余量為鐵。將鋁、碳、銻、鎢、鐵放入真空熔煉爐中，抽真空至5.5×10^-3pa以上，開始升溫，待溫度升至740℃后在該溫度下保持0.85h，繼續(xù)升溫至1140℃時(shí)停止抽真空并向真空熔煉爐中充入惰性氣體至8.5×10³pa，在該溫度下攪拌1.3h；然后繼續(xù)升溫至1230℃，再充入惰性氣體至9.5×10⁴pa，在該溫度下攪拌1.1h，降溫至600℃，制得合金料。將鈥、鏑置入合金料中，在600℃下抽真空至5×10^-3pa以上，然后在1.5h的時(shí)間中升溫至960℃，并在該溫度下保溫0.9h，然后每分鐘上升2℃，升溫至1080℃，再該溫度下保溫0.8h，然后每3min升溫1℃，升溫至1380℃，靜置1.55h，制得精煉液。將精煉液降溫至740℃后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至310℃的模具型腔中，其中充型開始時(shí)的精煉液熔體流速為0.3m/s、鑄造壓力為70mpa，充型率超過64％后，提高精煉液的熔體流速至2.2m/s、鑄造壓力為102mpa，直至充型壓鑄結(jié)束。將上述鑄件在480℃條件下均勻化35h后水淬至室溫后，再在300℃保溫5.5h，然后在225℃進(jìn)行13h的時(shí)效處理，即得。

本發(fā)明用于泵的合金鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度1410mpa，屈服強(qiáng)度992mpa，延伸率14.1％，斷面收縮率25.0％，沖擊吸收功63j，沖擊韌性75j/cm²，硬度300hb。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。