一种混凝土泵车罐体用合金钢材料及其制备方法
【专利摘要】一种混凝土泵车罐体用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅0.9-1.2、锰1.9-2.3、铬2.5-2.7、钼1.2-1.4、铝0.3-0.6、硼0.3-0.4、钛0.1-0.3、BiO.04-0.07、SsS0.05、PsS0.05、余量为铁。本发明通过使用铬、硅、铝等元素，通过分次投放原料，合理控制铸后热处理温度，形成的合金具有高的硬度、强度、耐磨性，韧性好的特点；使用部分废铁作为原料，并经过二次精炼，使品质更稳定均一。本发明精炼剂用于铸造生产，特别是铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右。本发明合金钢用于混凝土泵车罐体，使用寿命增长30%。
【专利说明】一种混凝土泵车罐体用合金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，尤其涉及一种混凝土泵车罐体用合金钢材料及其 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混凝土泵车罐体用合金钢材料及其制备方法，该合金 材料具有高硬度、耐磨性好、耐冲击的优点。
[0004] 本发明的技术方案如下： 一种混凝土泵车罐体用合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量 百分比为：碳 〇· 2-0. 4、硅 0· 9-L 2、锰 L 9-2. 3、铬 2. 5-2. 7、钥 L 2-L 4、铝 0· 3-0. 6、硼 0· 3-0. 4、钛 0· 1-0. 3、BiO. 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量为铁。
[0005] 所述的混凝土泵车罐体用合金钢材料的生产方法，其特征在于： (1) 、准备生铁与废铁按1 :〇. 5-2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)铬、钛、Bi ; (3) 其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23-25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°C /小时速率升温至640-650°C，保 温50-60分钟，再以130-140°C /小时速率降温至510-520°C，再以220-230°C /小时速 率升温至930-940°C，保温3-4小时；再以130-140°C /小时速率降温至600-620°C，再以 220-230°C /小时速率升温至720-730°C，再以130-140°C /小时速率降温至500-5KTC， 保温50-70分钟；再以120-130°C /小时速率降温至320-330°C，保温2-3小时；再以 130-140°C /小时速率降温至220-230°C，再以220-230°C /小时速率升温至540-550°C，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3-4、高岭土 2-3、三氧化二铝 卜2、氧化缓4_5、蒙脱石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸钠2_3、二聚憐酸钠1_2、刚玉粉 2-3、硫酸铜1-2、氟硅酸钾2-3、硝酸钠2-3 ;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°C下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008] 本发明的有益效果 本发明通过使用铬、硅、铝等元素，通过分次投放原料，合理控制铸后热处理温度，形成 的合金具有高的硬度、强度、耐磨性，韧性好的特点；使用部分废铁作为原料，并经过二次精 炼，使品质更稳定均一。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。本发明合金钢用于混凝土泵车罐体，使用寿命增长30%。
【具体实施方式】
[0009] -种混凝土泵车罐体用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为： 碳 0· 2-0. 4、硅 0· 9-1. 2、锰 L 9-2. 3、铬 2. 5-2. 7、钥 L 2-1. 4、铝 0· 3-0. 6、硼 0· 3-0. 4、钛 0· 1-0. 3、BiO. 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量为铁。
[0010] 所述的混凝土泵车罐体用合金钢材料的生产方法为： (1) 、准备生铁与废铁按I :1. 5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)铬、钛、Bi ; (3) 其它剩余成分；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°c /小时速率升温至645°C，保温55分钟， 再以135°C /小时速率降温至515°C，再以225°C /小时速率升温至935°C，保温3. 5小时； 再以135°C /小时速率降温至610°C，再以225°C /小时速率升温至725°C，再以135°C /小 时速率降温至505°C，保温60分钟；再以125°C /小时速率降温至325°C，保温2. 5小时；再 以135/小时速率降温至225°C，再以225°C /小时速率升温至545°C，保温2. 5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3. 5、高岭土 2. 5、三氧 化二铝1. 5、氧化镁4. 5、蒙脱石1. 5、氟化锆1. 5、明矾2. 5、海藻酸钠2. 5、三聚磷酸钠1. 5、 刚玉粉2. 5、硫酸铜1. 5、氟硅酸钾2. 5、硝酸钠2. 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150目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量 2. 5%的硅烷偶联剂KH-550U. 5%的纳米碳粉，混合均匀后，在12Mpa下压制成述，然后，在 920°C下煅烧3. 5小时，冷却后，再粉碎成210目粉末，即得。
[0013] 本发明混凝土泵车罐体用合金钢材料的机械性能为：拉伸强度1127MPa，屈服强 度945. 4MPa，延伸率14. 1%，断面收缩率26. 3%，冲击吸收功53. 8J，冲击韧性61. 7J/cm2， 硬度273HB。
【权利要求】
1. 一种混凝土泵车罐体用合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质 量百分比为：碳 〇· 2-0. 4、硅 0· 9-L 2、锰 L 9-2. 3、铬 2. 5-2. 7、钥 L 2-L 4、铝 0· 3-0. 6、硼 0· 3-0. 4、钛 0· 1-0. 3、BiO. 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量为铁。
2. 根据权利要求1所述的混凝土泵车罐体用合金钢材料的生产方法，其特征在于： (1) 、准备生铁与废铁按1 :〇. 5-2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)铬、钛、Bi ; (3) 其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为23-25分钟，投料后搅拌均匀。
3. 根据权利要求2所述的混凝土泵车罐体用合金钢材料的生产方法，其特征在于： 所述的铸后热处理是：先由室温以220-230°C /小时速率升温至640-650°C，保温50-60 分钟，再以130_140°C /小时速率降温至510-520°C，再以220-230°C /小时速率升温至 930-940°C，保温3-4小时；再以130-140°C /小时速率降温至600-620°C，再以220-230°C / 小时速率升温至720-730°C，再以130-140°C /小时速率降温至500-5KTC，保温50-70分 钟；再以120-130°C /小时速率降温至320-330°C，保温2-3小时；再以130-140°C /小时速 率降温至220-230°C，再以220-230°C /小时速率升温至540-550°C，保温2-3小时，取出空 冷即得。
4. 根据权利要求2所述的混凝土泵车罐体用合金钢材料的生产方法，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3-4、高岭土 2-3、三氧化二铝1-2、氧化镁 4-5、蒙脱石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸钠2_3、二聚憐酸钠1_2、刚玉粉2_3、硫酸铜 1-2、氟硅酸钾2-3、硝酸钠2-3 ;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-550U-2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在900-950°C下 煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文档编号】C21D6/00GK104213047SQ201410380955
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】胡光荣 申请人:安徽荣达阀门有限公司