一种高热强度液压扳手活塞用材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种高热强度液压扳手活塞用材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]液压扳手应用到各行各业，液压扳手主要由三部分组成，本体(也叫壳体)，油缸和传动部件。油缸活塞是液压扳手的重要组成部件，关系到扳手的工作效率和安全性。
[0003]目前活塞还存在着很多问题，还需要提高活塞的硬度、耐磨性、尺寸稳定性、气孔、屈服点、抗疲劳强度、耐腐蚀性。可以通过改进铸件的成分和工艺来改进活塞的性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高热强度液压扳手活塞用材料及其制备方法，该活塞材料具有较高的热强度，尺寸稳定性好，耐大气腐蚀性好，屈服点高，韧性好。
[0005]本发明的技术方案如下:
一种高热强度液压扳手活塞用材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C1.8-2.2,Sc 0.02-0.05,Mn0.5-0.9,Ca0.04-0.9,Co0.015-0.035,Sr 0.02-0.04、Si2.2-2.6、S 彡 0.02、P 彡 0.03、其余为 Fe。
[0006]所述的高热强度液压扳手活塞用材料的生产方法，其特征在于:
(1)将原料送入熔炼坩祸，在1550-1650°c下熔炼后检测铁水中各元素的含量并调整各元素含量至符合配方要求；
(2)将相当于铁液重量2.0-2.2%的球化剂倒入浇包中堤坝的一侧，将相当于铁液重量0.3-0.4%的第一孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，冲入铁液，进行球化处理和第一次孕育处理，再冲入剩余铁液，相当于铁液重量0.25-0.35%的第二孕育剂随流冲入，完成第二次孕育处理，浇注，得到铸锭；
(3)将铸锭加热至950-1050°C，保温5-6个小时，淬水冷却至100°C以下，再将铸锭加热至600-700°C，保温5-6个小时，再自然冷却至室温，进行加工成型；
(4)将整个活塞进行表面氮化处理，氮化处理深度多0.3mm，即得；
所述球化剂由下列重量份的原料制成:Bal-l.6、MglO-12, Ca 1-1.5、SilO-13、稀土2_3、Fe82_86 ;制备方法为；将Ba粉、Mg粉、Ca粉、Si粉、稀土混合，加入1/3的铁粉，在氣气氛围中加热至铁粉熔化，搅拌均匀，浇筑，粉碎，过10目筛，得到粉末；将剩余铁粉加入坩祸，将所述粉末用注射法送入铁粉的中央，在氩气氛围中加热至1510-1520°C，在轧辊上轧制成厚度为4-5_的薄片，再粉碎成粒径小于4_的颗粒，即得；
所述第一孕育剂由下列重量份的原料制成:La0.1-0.3、Mg3-4、Ca2_4、Mnl_2、Nb0.4-0.7、Si25-30、Fe71_75 ;制备方法为，将金属粉末混合，在氩气氛围中研磨10-20分钟，即得；
所述第一孕育剂由下列重量份的原料制成:Y0.1-0.3、Mg2-3、Ca3-5、Mn2_4、Sr0.5-0.7、Si29-35、Fe71_75 ;制备方法为，将金属粉末混合，在氩气氛围中研磨10-20分钟，即得。
[0007]本发明的有益效果
本发明配方使得活塞材料具有较高的热强度，尺寸稳定性好，耐大气腐蚀性好，屈服点高，韧性好；本发明生产方法，增加了铸件的抗裂纹性，增加了活塞表面的硬度和抗磨性能，有效地延长了活塞的使用寿命，本发明的球化剂和孕育剂能够使石墨的圆整度更好，有效提尚球墨铸铁件的机械性能，抗拉强度尚。
【具体实施方式】
[0008]一种高热强度液压扳手活塞用材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C1.8-2.2、Sc 0.02-0.05、Mn0.5-0.9、Ca0.04-0.9、Co0.015-0.035、Sr 0.02-0.04、Si2.2-2.6、S 彡 0.02、P 彡 0.03、其余为 Fe。
[0009]所述的高热强度液压扳手活塞用材料的生产方法为:
(1)将原料送入熔炼坩祸，在1600°c下熔炼后检测铁水中各元素的含量并调整各元素含量至符合配方要求；
(2)将相当于铁液重量2.1%的球化剂倒入浇包中堤坝的一侧，将相当于铁液重量0.3%的第一孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，冲入铁液，进行球化处理和第一次孕育处理，再冲入剩余铁液，相当于铁液重量0.3%的第二孕育剂随流冲入，完成第二次孕育处理，浇注，得到铸锭；
(3)将铸锭加热至1000°C，保温5.5个小时，淬水冷却至90°C，再将铸锭加热至650°C，保温5.5个小时，再自然冷却至室温，进行加工成型；
(4)将整个活塞进行表面氮化处理，氮化处理深度为0.35mm，即得；
所述球化剂由下列重量份(公斤)的原料制成:Bal.3、MglU Ca 1.3、Sil2、稀土 2.5、Fe84 ;制备方法为；将Ba粉、Mg粉、Ca粉、Si粉、稀土混合，加入1/3的铁粉，在氩气氛围中加热至铁粉熔化，搅拌均匀，浇筑，粉碎，过10目筛，得到粉末；将剩余铁粉加入坩祸，将所述粉末用注射法送入铁粉的中央，在氩气氛围中加热至1515°C，在轧辊上轧制成厚度为4mm的薄片，再粉碎成粒径小于4_的颗粒，即得；
所述第一孕育剂由下列重量份(公斤)的原料制成:La0.2、Mg3.5、Ca3、Mnl.5、Nb0.5、Si27、Fe73 ;制备方法为，将金属粉末混合，在氩气氛围中研磨15分钟，即得；
所述第一孕育剂由下列重量份(公斤)的原料制成:Y0.2、Mg2.5、Ca4、Mn3、Sr0.6、Si32、Fe73 ;制备方法为，将金属粉末混合，在氩气氛围中研磨15分钟，即得。
[0010]实验数据:
该实施例的材料经测试，抗拉强度为604MPa，延伸率为11.2%，屈服强度为378MPa，表面硬度为205HBW，韧性为9.7J/ m2。
【主权项】
1.一种高热强度液压扳手活塞用材料，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:c1.8-2.2、Sc 0.02-0.05、Mn0.5-0.9、Ca0.04-0.9、Co0.015-0.035、Sr.0.02-0.04、Si2.2-2.6、S 彡 0.02、P 彡 0.03、其余为 Fe。
2.根据权利要求1所述的高热强度液压扳手活塞用材料的生产方法，其特征在于: (1)将原料送入熔炼坩祸，在1550-1650°C下熔炼后检测铁水中各元素的含量并调整各元素含量至符合配方要求； (2)将相当于铁液重量2.0-2.2%的球化剂倒入浇包中堤坝的一侧，将相当于铁液重量.0.3-0.4%的第一孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，冲入铁液，进行球化处理和第一次孕育处理，再冲入剩余铁液，相当于铁液重量0.25-0.35%的第二孕育剂随流冲入，完成第二次孕育处理，浇注，得到铸锭； (3)将铸锭加热至950-1050°C，保温5-6个小时，淬水冷却至100°C以下，再将铸锭加热至600-700°C，保温5-6个小时，再自然冷却至室温，进行加工成型； (4)将整个活塞进行表面氮化处理，氮化处理深度多0.3mm，即得； 所述球化剂由下列重量份的原料制成:Bal-l.6、MglO-12、Ca 1-1.5、SilO-13、稀土.2_3、Fe82_86 ;制备方法为；将Ba粉、Mg粉、Ca粉、Si粉、稀土混合，加入1/3的铁粉，在氣气氛围中加热至铁粉熔化，搅拌均匀，浇筑，粉碎，过10目筛，得到粉末；将剩余铁粉加入坩祸，将所述粉末用注射法送入铁粉的中央，在氩气氛围中加热至1510-1520°C，在轧辊上轧制成厚度为4-5_的薄片，再粉碎成粒径小于4_的颗粒，即得； 所述第一孕育剂由下列重量份的原料制成:La0.1-0.3、Mg3-4、Ca2_4、Mnl_2、Nb0.4-0.7、Si25-30、Fe71_75 ;制备方法为，将金属粉末混合，在氩气氛围中研磨10-20分钟，即得； 所述第一孕育剂由下列重量份的原料制成:Y0.1-0.3、Mg2-3、Ca3-5、Mn2_4、Sr0.5-0.7、Si29-35、Fe71_75 ;制备方法为，将金属粉末混合，在氩气氛围中研磨10-20分钟，即得。
【专利摘要】一种高热强度液压扳手活塞用材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C1.8-2.2、Sc0.02-0.05、Mn0.5-0.9、Ca0.04-0.9、Co0.015-0.035、Sr0.02-0.04、Si2.2-2.6、S≤0.02、P≤0.03、其余为Fe。本发明配方使得活塞材料具有较高的热强度，尺寸稳定性好，耐大气腐蚀性好，屈服点高，韧性好；本发明生产方法，增加了铸件的抗裂纹性，增加了活塞表面的硬度和抗磨性能，有效地延长了活塞的使用寿命，本发明的球化剂和孕育剂能够使石墨的圆整度更好，有效提高球墨铸铁件的机械性能，抗拉强度高。
【IPC分类】C22C33-02, C22C38-10
【公开号】CN104878290
【申请号】CN201510239069
【发明人】张福新
【申请人】含山县兴达球墨铸铁厂
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月12日