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1、(10)申请公布号 CN 103627979 A (43)申请公布日 2014.03.12 CN 103627979 A (21)申请号 201310558340.1 (22)申请日 2013.11.12 C22C 38/58(2006.01) C22C 33/04(2006.01) C21D 7/04(2006.01) C21D 6/00(2006.01) (71)申请人 铜陵市肆得科技有限责任公司 地址 244031 安徽省铜陵市狮子山经济开发 区栖凤路 3636 号 (72)发明人 孔华英 (74)专利代理机构 安徽合肥华信知识产权代理 有限公司 34112 代理人 余成俊 (54) 发。
2、明名称 一种大型泵轴承钢材料及其制备方法 (57) 摘要 一种大型泵轴承钢材料， 其含有的化学 元素成分及其质量百分比为 ： 碳 1.2-1.4、 硅 1.3-1.5、 锰 4.7-5.1、 镍 0.05-0.08、 铬 1.2-1.4、 Sc0.04-0.07、 S 0.04、 P 0.04、 余量为铁。本 发明合金钢在高碳钢的基础上添加钪、 锰等元素， 加之使用部分废铁作为原料， 并经过二次精炼， 合 理控制铸后热处理温度， 分批投放原料， 使合金钢 不仅具有高的硬度、 极高的耐磨性能、 耐冲击性能 好， 且铸造性能好， 铸件成品率高， 还有合金品质 稳定均一。本发明合金钢适用于各种泵的轴。
3、承。 本发明精炼剂用于铸造生产， 铸件中的气孔度降 低 1-2 度， 不会在铸件表面产生气孔， 氧化夹杂物 在 2 级左右。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 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2页 (10)申请公布号 CN 103627979 A CN 103627979 A 1/1 页 2 1. 一种大型泵轴承钢材料， 其特征在于 ： 其含有的化学元素成分及其质量百分比为 ： 碳 1.2-1.4、 硅 1.3-1.5、 锰 4.7-5.1、 镍 0.05-0.08、 铬 1.2-1.4、 Sc0.04-0.07、 S。
4、 0.04、 P 0.04、 余量为铁。 2. 根据权利要求 1 所述的大型泵轴承钢材料的生产方法， 其特征在于 ： （1） 、 准备生铁与废铁按 1 ： 1-2 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 ；（2） 镍、 Sc ；（3） 其 他剩余成分 ； 各批次投入元素的时间间隔为 22-25 分钟， 投料后搅拌均匀。 3. 根据权利要求 。
5、2 所述的大型泵轴承钢材料的生产方法， 其特征在于 ： 所述的铸后 热处理是 ： 先由室温以 220-230 / 小时速率升温至 500-510， 保温 60-70 分钟， 再以 220-230 / 小时速率升温至 700-710， 再以 170-190 / 小时速率降温至 600-610， 再 以220-230/小时速率升温至930-940， 保温3-4小时 ； 再以170-190/小时速率降温 至 600-610， 再以 220-240 / 小时速率升温至 700-710， 再以 170-190 / 小时速率降 温至 480-500， 保温 70-80 分钟 ； 再以 170-190 / 。
6、小时速率降温至 220-230， 保温 2-3 小时 ； 再以 220-240 / 小时速率升温至 330-350， 保温 50-60 分钟， 再以 180-190 / 小 时速率升温至 530-550， 保温 2-3 小时， 取出空冷即得。 4. 根据权利要求 2 所述的大型泵轴承钢材料的生产方法， 其特征在于 ： 所述的精炼剂 由下列重量份的原料制成 ： 工具钢粉 30-40、 硫酸铝 3-4、 萤石 5-6、 氧化锰 1-2、 三聚磷酸 钾 1-2、 天青石粉 2-3、 秸秆灰烬 1-2、 玉石粉 3-4、 蒙脱石 1-2、 硝酸钠 3-4、 氟化钙 1-2 ； 制 备方法是将各原料混合。
7、， 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下煅烧 3-4 小时， 冷却后， 再粉碎成 150-250 目粉末， 即得。 权 利 要 求 书 CN 103627979 A 2 1/2 页 3 一种大型泵轴承钢材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及金属材料制备领域， 尤其涉及一种大型泵轴承钢材料及其制备方法。 背景技术 0002 泵阀工作的环境多样， 恶劣， 对材质的要求很。
8、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。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种大型泵轴承钢材料及其制备方法， 该合金材料具有高 硬度、 耐冲击、 耐磨的优点。 0004 本发明的技术方案如下 ： 一种大型泵轴承钢材料， 其特征在于 ： 其含有的化学元素成分及其质量百分比为 ： 碳 1.2-1.4、硅 。
9、1.3-1.5、锰 4.7-5.1、镍 0.05-0.08、铬 1.2-1.4、 Sc0.04-0.07、 S 0.04、 P 0.04、 余量为铁。 0005 所述的大型泵轴承钢材料的生产方法， 其特征在于 ： （1） 、 准备生铁与废铁按 1 ： 1-2 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 ；（2） 镍、 Sc ；（3） 其 他剩余。
10、成分 ； 各批次投入元素的时间间隔为 22-25 分钟， 投料后搅拌均匀。 0006 所述的铸后热处理是 ： 先由室温以 220-230 / 小时速率升温至 500-510， 保 温 60-70 分钟， 再以 220-230 / 小时速率升温至 700-710， 再以 170-190 / 小时速 率降温至 600-610， 再以 220-230 / 小时速率升温至 930-940， 保温 3-4 小时 ； 再以 170-190 / 小时速率降温至 600-610， 再以 220-240 / 小时速率升温至 700-710， 再 以170-190/小时速率降温至480-500， 保温70-80分。
11、钟 ； 再以170-190/小时速率降 温至 220-230， 保温 2-3 小时 ； 再以 220-240 / 小时速率升温至 330-350， 保温 50-60 分钟， 再以 180-190 / 小时速率升温至 530-550， 保温 2-3 小时， 取出空冷即得。 0007 所述的精炼剂由下列重量份的原料制成 ： 工具钢粉 30-40、 硫酸铝 3-4、 萤石 5-6、 氧化锰 1-2、 三聚磷酸钾 1-2、 天青石粉 2-3、 秸秆灰烬 1-2、 玉石粉 3-4、 蒙脱石 1-2、 硝酸钠 3-4、 氟化钙 1-2 ； 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。
12、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下煅烧 3-4 小 时， 冷却后， 再粉碎成 150-250 目粉末， 即得。 说 明 书 CN 103627979 A 3 2/2 页 4 0008 本发明的有益效果 本发明合金钢在高碳钢的基础上添加钪、 锰等元素， 加之使用部分废铁作为原料， 并经 过二次精炼， 合理控制铸后热处理温度， 分批投放原料， 使合金钢不仅具有高的硬度、 极高 的耐磨性能、 耐冲击性能好， 且铸造性能好。
13、， 铸件成品率高， 还有合金品质稳定均一。 本发明 合金钢适用于各种泵的轴承。 本发明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 0009 一种大型泵轴承钢材料， 其含有的化学元素成分及其质量百分比为 ： 碳 1.2-1.4、 硅 1.3-1.5、 锰 4.7-5.1、 镍 0.05-0.08、 铬 1.2-1.4、 Sc0.04-0.07、 S 0.04、 P 0.04、 余 量为铁。 0010 所述的大型泵轴承钢材料的生产方法为 ： （1） 、 准备生铁与废铁按。
14、 1 ： 1.6 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 ；（2） 镍、 Sc ；（3） 其 他剩余成分 ； 各批次投入元素的时间间隔为 24 分钟， 投料后搅拌均匀。 0011 所述的铸后热处理是 ： 先由室温以 225 / 小时速率升温至 505， 保温 65 分钟， 再以 225 / 小时速率升温至 705， 再以 180 / 小时速。
15、率降温至 608， 再以 225 / 小 时速率升温至 935， 保温 3.5 小时 ； 再以 180 / 小时速率降温至 605， 再以 230 / 小 时速率升温至 705， 再以 180 / 小时速率降温至 490， 保温 76 分钟 ； 再以 180 / 小时 速率降温至 226， 保温 2.5 小时 ； 再以 230 / 小时速率升温至 340， 保温 55 分钟， 再以 185 / 小时速率升温至 540， 保温 2.4 小时， 取出空冷即得。 0012 所述的精炼剂由下列重量份 ( 公斤 ) 的原料制成 ： 工具钢粉 35、 硫酸铝 3.4、 萤石 5.5、 氧化锰 1.5、 三。
16、聚磷酸钾 1.5、 天青石粉 2.5、 秸秆灰烬 1.5、 玉石粉 3.5、 蒙脱石 1.5、 硝 酸钠 3.5、 氟化钙 1.5 ； 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 170 目粉末 ； 将所得粉末加入相当于粉末重量 3% 的硅烷偶联剂 KH-550、 2% 的纳米碳粉， 混合均匀后， 在 13Mpa 下压制成坯， 然后， 在 930下煅烧 3.4 小时， 冷却后， 再 粉碎成 200 目粉末， 即得。 0013 本发明大型泵轴承钢材料的机械性能为 ： 拉伸强度 1380MPa， 屈服强度 972MPa， 延 伸率 13， 断面收缩率 28， 冲击吸收功 54J， 冲击韧性 64/cm2， 硬度 294HB。 说 明 书 CN 103627979 A 4 。