用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110361969.8	申请日：	2011.11.15
公开号：	CN103103454A	公开日：	2013.05.15
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	专利权的转移IPC(主分类):C22C 38/56登记生效日:20180326变更事项:专利权人变更前权利人:上海施耐德日盛机械（集团）有限公司变更后权利人:上海施耐德日盛机械（集团）有限公司变更事项:地址变更前权利人:200949 上海市宝山区沪樊路53号1幢变更后权利人:200949 上海市宝山区沪樊路53号1幢变更事项:共同专利权人变更后权利人:上海盛伟慧科科技股份有限公司\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/56申请日:20111115\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C38/56; C22C37/08; C21D9/00; F04C18/16	主分类号：	C22C38/56
申请人：	上海施耐德日盛机械（集团）有限公司
发明人：	杨春钱
地址：	200949 上海市宝山区沪樊路53号1幢
优先权：
专利代理机构：	上海金盛协力知识产权代理有限公司 31242	代理人：	罗大忱
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内容摘要

本发明涉及一种用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金及其制备方法，以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.10～3.80％，Si：1.75～2.50％，Mn：0.160～0.815％，Ce：0.0030～0.0077％，La：0.0024～0.00619％，Cu：0.011～0.062％，Cr：0.0289～0.113％，Mo：0.0020～0.00698％，Ni：0.0156～0.0259％，Ti：0.0336～0.0530％，余量为Fe。本发明为一种含有稀土的铁基合金，具有优异的机械力学性能，不仅能够耐高温，耐磨擦，而且具有良好的耐腐蚀性能，能够大大提高空气压缩机螺杆的使用寿命。

权利要求书

权利要求书用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80％，Si：1.75～2.50％，Mn：0.160～0.815％，Ce：0.0030～0.0077％，La：0.0024～0.00619％，Cu：0.011～0.062％，Cr：0.0289～0.113％，Mo：0.0020～0.00698％，Ni：0.0156～0.0259％，Ti：0.0336～0.0530％，余量为Fe。
根据权利要求1所述的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80％，Si：1.75～2.50％，Mn：0.160～0.815％，S：0.014～0.070％，P：0.03～0.07％，Mg：0.0005～0.0390％，Ce：0.0030～0.0077％，La：0.0024～0.00619％，Cu：0.011～0.062％，Cr：0.0289～0.113％，Sn：0.00658～0.0299％，Mo：0.0020～0.00698％，Ni：0.0156～0.0259％，B：0.00121～0.00289％，Ti：0.0336～0.0530％，Al：0.00519～0.0167％，Pb＜0.004％，Zn：0.00252～0.00687％，Sb：0.00257～0.00357％，余量为Fe。
根据权利要求2所述的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.66％，Si：2.46％，Mn：0.554％，S：0.0138％，P：0.0312％，Mg：0.0381％，Ce：0.00765％，La：0.00619％，Cu：0.0122％，Cr：0.0438％，Sn：0.0299％，Mo：0.00361％，Ni：0.0177％，B：0.00124％，Ti：0.0349％，Al：0.0159％，Pb＜0.004％，Zn：0.00275％，Sb：0.00357％，余量为Fe。
根据权利要求1～3任一项所述的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，还包括重量百分比为0.0100～0.0110％的稀土锆(Zr)。
用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.66％，Si：2.46％，Mn：0.554％，S：0.0138％，P：0.0312％，Mg：0.0381％，Ce：0.00765％，La：0.00619％，Zr 0.0105％，Cu：0.0122％，Cr：0.0438％，Sn：0.0299％，Mo：0.00361％，Ni：0.0177％，B：0.00124％，Ti：0.0349％，Al：0.0159％，Pb＜0.004％，Zn：0.00275％，Sb：0.00357％，余量为Fe。
根据权利要求1～5任一项所述的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为305～320℃，开浇温度为1900～2000℃，浇完后冷却至80～100℃脱模；
(2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至970～1000℃，保温3～5小时，随炉冷却至730～800℃，保温7～10小时，出炉，淬油，在油中冷却到310～350℃，取出，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到600～650℃，保温2～4小时，随炉冷却到400～450℃，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。

说明书

说明书用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于双螺杆空气压缩机的螺杆材料，具体的说涉及一种含有稀土的铁基合金。
背景技术
众所周知，空气压缩机是一种应用十分广泛的机械，包括空气压缩机主机和驱动机械。其中，空气压缩机的螺杆是最关键的部件之一，其性能直接影响了压缩机的效率和使用寿命。
目前，常规的螺杆空气压缩机主机中的螺杆，均为一般的铸铁，机械性能较差，对于大型压缩机，如100KW以上的大型压缩机，是难于应用的。
中国专利申请号：011397551公开了一种用于墙板挤出机挤压螺杆的钒耐磨合金铸铁，成份为(％)：C：2.30～3.20，Cr：12.0～22.0，V：2.0～6.0，Mo：1.0～2.5，Ni：≤1.5，Cu：≤1.5，Mn≤1.5，Si≤1.5，RE：0.01～0.04，余量为Fe。虽然具有较高的耐磨性和韧性，但是不具有耐腐蚀性和耐高温的性能，无法满足螺杆空气压缩机主机螺杆的工作要求。
中国专利申请号：200910212110公开了一种用于汽轮机锻造部件的镍基合金、转子叶片、定子叶片、螺杆构件和管，以重量％计，其包括：虽然具有优良高温强度、可锻造性能和可焊性能，但是耐磨擦性能较差，也不能满足螺杆空气压缩机主机螺杆的工作要求。
发明内容
本发明的目的是提供用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80％，Si：1.75～2.50％，Mn：0.160～0.815％，Ce：0.0030～0.0077％，La：0.0024～0.00619％，Cu：0.011～0.062％，Cr：0.0289～0.113％，Mo：0.0020～0.00698％，Ni：0.0156～0.0259％，Ti：0.0336～0.0530％，余量为Fe。
优选的，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.10～3.80％，Si：1.75～2.50％，Mn：0.160～0.815％，S：0.014～0.070％，P：0.03～0.07％，Mg：0.0005～0.0390％，Ce：0.0030～0.0077％，La：0.0024～0.00619％，Cu：0.011～0.062％，Cr：0.0289～0.113％，Sn：0.00658～0.0299％，Mo：0.0020～0.00698％，Ni：0.0156～0.0259％，B：0.00121～0.00289％，Ti：0.0336～0.0530％，Al：0.00519～0.0167％，Pb＜0.004％，Zn：0.00252～0.00687％，Sb：0.00257～0.00357％，余量为Fe。
优选的，本发明的用于双螺杆空气压缩机的合金，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.66％，Si：2.46％，Mn：0.554％，S：0.0138％，P：0.0312％，Mg：0.0381％，Ce：0.00765％，La：0.00619％，Cu：0.0122％，Cr：0.0438％，Sn：0.0299％，Mo：0.00361％，Ni：0.0177％，B：0.00124％，Ti：0.0349％，Al：0.0159％，Pb＜0.004％，Zn：0.00275％，Sb：0.00357％，余量为Fe。
优选的，本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，还包括重量百分比为0.0100～0.0110％的稀土锆(Zr)，以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3.66％，Si：2.46％，Mn：0.554％，S：0.0138％，P：0.0312％，Mg：0.0381％，Ce：0.00765％，La：0.00619％，Zr 0.0105％，Cu：0.0122％，Cr：0.0438％，Sn：0.0299％，Mo：0.00361％，Ni：0.0177％，B：0.00124％，Ti：0.0349％，Al：0.0159％，Pb＜0.004％，Zn：0.00275％，Sb：0.00357％，余量为Fe。
本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为305～320℃，开浇温度为1900～2000℃，浇完后冷却至80～100℃脱模；
(2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至970～1000℃，保温3～5小时，随炉冷却至730～800℃，保温7～10小时，出炉，淬油，在油中冷却到310～350℃，取出，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到600～650℃，保温2～4小时，随炉冷却到400～450℃，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。
本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，为一种含有稀土的铁基合金，具有优异的机械力学性能，不仅能够耐高温，耐磨擦，而且具有良好的耐腐蚀性能，能够大大提高空气压缩机螺杆的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
配方：重量百分比：
C：3.66，Si：2.46，Mn：0.554，S：0.0138，P：0.0312，Mg：0.0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Zr 0.0105，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb：0.001，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。
制备方法：
(1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为320℃，开浇温度为2000℃，浇完后冷却至100℃脱模；
(2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至970～1000℃，保温5小时，随炉冷却至800℃，保温10小时，出炉，淬油，在油中冷却到350℃，取出，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到650℃，保温4小时，随炉冷却到450℃，取出，空气中冷却到室温，即可获得产品。
采用GB/T1348‑2009标准进行检测：
机械力学性能如下：拉深强度：600～650N/mm2，延伸率：3.00～3.50％。
耐高温性能如下：600℃以下。
耐磨擦性能如下：良好。
耐腐蚀性能如下：表面镀锌
螺杆合金属硬度(HRC)：48～58。
实施例2
配方，重量百分比：
C：3.66％，Si：2.46％，Mn：0.554％，S：0.0138％，P：0.0312％，Mg：0.0381％，Ce：0.00765％，La：0.00619％，Cu：0.0122％，Cr：0.0438％，Sn：0.0299％，Mo：0.00361％，Ni：0.0177％，B：0.00124％，Ti：0.0349％，Al：0.0159％，Pb：0.004％，Zn：0.00275％，Sb：0.00357％，余量为Fe。
制备方法：
(1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为305℃，开浇温度为1900℃，浇完后冷却至80℃脱模；
(2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至970℃，保温3～小时，随炉冷却至730℃，保温7小时，出炉，淬油，在油中冷却到310～℃，取出，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到600℃，保温2小时，随炉冷却到400℃，取出，空气中冷却到室温，即可获得产品。
检测结果基本与实施例1相同。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103103454 A(43)申请公布日 2013.05.15CN103103454A*CN103103454A*(21)申请号 201110361969.8(22)申请日 2011.11.15C22C 38/56(2006.01)C22C 37/08(2006.01)C21D 9/00(2006.01)F04C 18/16(2006.01)(71)申请人上海施耐德日盛机械（集团）有限公司地址 200949 上海市宝山区沪樊路53号1幢(72)发明人杨春钱(74)专利代理机构上海金盛协力知识产权代理有限公司 31242代理人罗大忱(54) 发明名称用于双螺杆空气压缩机。

2、的螺杆合金及其制备方法(57) 摘要本发明涉及一种用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金及其制备方法，以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.103.80，Si：1.752.50，Mn：0.1600.815，Ce：0.00300.0077，La：0.00240.00619，Cu：0.0110.062，Cr：0.02890.113，Mo：0.00200.00698，Ni：0.01560.0259，Ti：0.03360.0530，余量为Fe。本发明为一种含有稀土的铁基合金，具有优异的机械力学性能，不仅能够耐高温，耐磨擦，而且具有良好的耐腐蚀性能，能够大大提高空气压缩机螺杆的使用寿命。(51)Int.Cl。

3、.权利要求书1页说明书3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页(10)申请公布号 CN 103103454 ACN 103103454 A1/1页21.用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.103.80，Si：1.752.50，Mn：0.1600.815，Ce：0.00300.0077，La：0.00240.00619，Cu：0.0110.062，Cr：0.02890.113，Mo：0.00200.00698，Ni：0.01560.0259，Ti：0.03360.0530，余量为Fe。2.根据权利要。

4、求1所述的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.103.80，Si：1.752.50，Mn：0.1600.815，S：0.0140.070，P：0.030.07，Mg：0.00050.0390，Ce：0.00300.0077，La：0.00240.00619，Cu：0.0110.062，Cr：0.02890.113，Sn：0.006580.0299，Mo：0.00200.00698，Ni：0.01560.0259，B：0.001210.00289，Ti：0.03360.0530，Al：0.005190.0167，Pb0.004，Zn：0.0025。

5、20.00687，Sb：0.002570.00357，余量为Fe。3.根据权利要求2所述的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.66，Si：2.46，Mn：0.554，S：0.0138，P：0.0312，Mg：0.0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb0.004，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。4.根据权利要求13任一项所述的用于双螺杆空气压缩。

6、机的螺杆合金，其特征在于，还包括重量百分比为0.01000.0110的稀土锆(Zr)。5.用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，其特征在于，以重量百分比计，由如下的组分组成：C：3.66，Si：2.46，Mn：0.554，S：0.0138，P：0.0312，Mg：0.0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Zr 0.0105，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb0.004，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。6.根据权利要求15任一项所述。

7、的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为305320，开浇温度为19002000，浇完后冷却至80100脱模；(2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至9701000，保温35小时，随炉冷却至730800，保温710小时，出炉，淬油，在油中冷却到310350，取出，自然冷却到室温；(3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到600650，保温24小时，随炉冷却到400450，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。权利要求书CN 103103454 A1/3页3用于双螺杆空气压缩机的螺杆。

8、合金及其制备方法技术领域0001 本发明涉及一种用于双螺杆空气压缩机的螺杆材料，具体的说涉及一种含有稀土的铁基合金。背景技术0002 众所周知，空气压缩机是一种应用十分广泛的机械，包括空气压缩机主机和驱动机械。其中，空气压缩机的螺杆是最关键的部件之一，其性能直接影响了压缩机的效率和使用寿命。0003 目前，常规的螺杆空气压缩机主机中的螺杆，均为一般的铸铁，机械性能较差，对于大型压缩机，如100KW以上的大型压缩机，是难于应用的。0004 中国专利申请号：011397551公开了一种用于墙板挤出机挤压螺杆的钒耐磨合金铸铁，成份为()：C：2.303.20，Cr：12.022.0，V：2.06.0。

9、，Mo：1.02.5，Ni：1.5，Cu：1.5，Mn1.5，Si1.5，RE：0.010.04，余量为Fe。虽然具有较高的耐磨性和韧性，但是不具有耐腐蚀性和耐高温的性能，无法满足螺杆空气压缩机主机螺杆的工作要求。0005 中国专利申请号：200910212110公开了一种用于汽轮机锻造部件的镍基合金、转子叶片、定子叶片、螺杆构件和管，以重量计，其包括：虽然具有优良高温强度、可锻造性能和可焊性能，但是耐磨擦性能较差，也不能满足螺杆空气压缩机主机螺杆的工作要求。发明内容0006 本发明的目的是提供用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。0007 本发明的用于双螺。

10、杆空气压缩机的螺杆合金，以重量百分比计，由如下的组分组成：0008 C：3.103.80，Si：1.752.50，Mn：0.1600.815，Ce：0.00300.0077，La：0.00240.00619，Cu：0.0110.062，Cr：0.02890.113，Mo：0.00200.00698，Ni：0.01560.0259，Ti：0.03360.0530，余量为Fe。0009 优选的，以重量百分比计，由如下的组分组成：0010 C：3.103.80，Si：1.752.50，Mn：0.1600.815，S：0.0140.070，P：0.030.07，Mg：0.00050.0390，Ce：0。

11、.00300.0077，La：0.00240.00619，Cu：0.0110.062，Cr：0.02890.113，Sn：0.006580.0299，Mo：0.00200.00698，Ni：0.01560.0259，B：0.001210.00289，Ti：0.03360.0530，Al：0.005190.0167，Pb0.004，Zn：0.002520.00687，Sb：0.002570.00357，余量为Fe。0011 优选的，本发明的用于双螺杆空气压缩机的合金，以重量百分比计，由如下的组分组成：说明书CN 103103454 A2/3页40012 C：3.66，Si：2.46，Mn：0。

12、.554，S：0.0138，P：0.0312，Mg：0.0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb0.004，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。0013 优选的，本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，还包括重量百分比为0.01000.0110的稀土锆(Zr)，以重量百分比计，由如下的组分组成：0014 C：3.66，Si：2.46，Mn：0.554，S：0.0138，P：0.0312，Mg：0.。

13、0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Zr 0.0105，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb0.004，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。0015 本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金的制备方法，包括如下步骤：0016 (1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为305320，开浇温度为19002000，浇完后冷却至80100脱模；0017 (2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至9701000，保温。

14、35小时，随炉冷却至730800，保温710小时，出炉，淬油，在油中冷却到310350，取出，自然冷却到室温；0018 (3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到600650，保温24小时，随炉冷却到400450，取出，空空气中，冷却到室温，即可获得产品。0019 本发明的用于双螺杆空气压缩机的螺杆合金，为一种含有稀土的铁基合金，具有优异的机械力学性能，不仅能够耐高温，耐磨擦，而且具有良好的耐腐蚀性能，能够大大提高空气压缩机螺杆的使用寿命。具体实施方式0020 实施例10021 配方：重量百分比：0022 C：3.66，Si：2.46，Mn：0.554，S：0.0138，P：0.0312，。

15、Mg：0.0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Zr 0.0105，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb：0.001，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。0023 制备方法：0024 (1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为320，开浇温度为2000，浇完后冷却至100脱模；0025 (2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至9701000，保温5小时，随炉冷却至800，保温10小时，出炉，淬油，在油中冷。

16、却到350，取出，自然冷却到室温；0026 (3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到650，保温4小时，随炉冷却到450，取出，空气中冷却到室温，即可获得产品。0027 采用GB/T1348-2009标准进行检测：0028 机械力学性能如下：拉深强度：600650N/mm2，延伸率：3.003.50。0029 耐高温性能如下：600以下。0030 耐磨擦性能如下：良好。说明书CN 103103454 A3/3页50031 耐腐蚀性能如下：表面镀锌0032 螺杆合金属硬度(HRC)：4858。0033 实施例20034 配方，重量百分比：0035 C：3.66，Si：2.46，Mn：0。

17、.554，S：0.0138，P：0.0312，Mg：0.0381，Ce：0.00765，La：0.00619，Cu：0.0122，Cr：0.0438，Sn：0.0299，Mo：0.00361，Ni：0.0177，B：0.00124，Ti：0.0349，Al：0.0159，Pb：0.004，Zn：0.00275，Sb：0.00357，余量为Fe。0036 制备方法：0037 (1)采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为305，开浇温度为1900，浇完后冷却至80脱模；0038 (2)将步骤(1)获得的产物，在惰性气氛中，加热至970，保温3小时，随炉冷却至730，保温7小时，出炉，淬油，在油中冷却到310，取出，自然冷却到室温；0039 (3)将步骤(2)的产物，置于退火炉中，加热到600，保温2小时，随炉冷却到400，取出，空气中冷却到室温，即可获得产品。0040 检测结果基本与实施例1相同。说明书CN 103103454 A。

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