CN100412221C - 高温自润滑合金钢及其冶炼方法、应用 - Google Patents
高温自润滑合金钢及其冶炼方法、应用 Download PDFInfo
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Abstract
高温自润滑合金钢及其冶炼方法、应用,涉及一种合金钢的制作工艺及其应用技术领域。将废钢、生铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、镍、锰铁、硅铁、铌铁装入熔炉,经熔料、去除浮渣、脱氧、出钢水、变质处理、浇钢定型、热处理,形成含有硫合金钢,可用于制作轴承的内圈,可提高的产品的耐温性,最高温度可达600℃,其它成份的合理配置,提高了产品的强度、硬度、韧性和耐磨性,故,产品可应用于高温等环境恶劣的工况下,实现无噪声、无污染、无需加油维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金钢的冶炼工艺及其应用技术领域。
背景技术
现有轴承加工材料为无硫合金钢,否则与安装的设备之间易产生磨损、噪音大,使用寿命短,使用时不但需定期加油维护,而且,还且还要停机更换轴承,使生产成本加大,影响正常生产。同时,由于设置加油孔,还造成轴承的污染。
发明内容
本发明目的在于为生产一种可提高产品使用寿命长、免加油的高温自润滑合金钢。
本发明每100克质量合金钢中,各成份质量分别为:C:0.7~1.5克,Si:0.5~1.5克,Mn:0.2~1.0克,P≤0.04克,S:1.0~2.5克,Cr:0~3克,Mo:1.0~3克,Nb:0.2~0.8克,W:0~3克,V:0~1.5克,Ni:0~1.5克,Mg:0~0.8克,Ti:0~1.5克,Al:0~0.5克,其余为Fe。
本发明由于含有硫,形成二硫化钼、碳化钨和铌的化合物,可提高的产品的自润滑性和耐温性,最高温度可达600℃,其它成份的合理配置,提高了产品的强度、硬度、韧性和耐磨性,故,合金钢可应用于生产高温等环境恶劣的工况下作业的产品。
本发明的第二个目的是提供上述高温自润滑的一种实用的冶炼方法。
包括以下步骤:熔料、去除浮渣、脱氧、出钢水、变质处理、浇钢定型、热处理。熔料时,分别将废钢、生铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、镍铁、硅铁、锰铁、钛铁、铌铁投入熔炉内,熔炉的炉胆为碱性炉胆;脱氧时,加入锰铁和硅铁;脱氧后先进行硫化,然后再去除浮渣,再进行二次脱氧,其中,所述硫化为向熔炉内加入烘烤的硫铁,边加边搅拌,熔炉内温度保持在1550℃±100℃;所述二次脱氧为向熔炉内加入稀土硅铁和硅钙,脱氧,除气;所述热处理的退火温度为550℃±50℃,保温2±0.5小时后炉冷。
本发明方法易于操作,方便生产,产品性能稳定。
本发明还为合金钢提供一种用途,用于生产轴承。
将以上合金钢用于生产轴承,特别是外圈(或内圈)采用该含硫合金钢、内圈(或外圈)采用不含硫合金钢,形成的一对摩擦副,可使轴承具有自润滑的效果,达到免加油维护的目的,实现无噪声、无污染、无需加油维护。
具体实施方式
一、购置材料、对材料进行含量分析:
分别购置以下十种材料,分别进行含量分析,测出各成份分别占各材料的质量百分比含量:
材质 | Mn | Si | P | S | C | 其它 |
FeMn | 76 | 2.4 | 0.11 | 0.01 | 7.1 | |
FeSi | 0.4 | 73 | 0.03 | 0.02 | 0.08 | |
FeCr | 0.08 | 2.3 | 0.03 | 0.02 | 1.3 | Cr:59 |
FeW | 0.2 | 0.5 | 0.06 | 0.05 | 0.2 | W:74.3 |
FeMo | 0.09 | 0.9 | 0.05 | 0.08 | 0.9 | Mo:56.7 |
FeV | 0.08 | 2.0 | 0.10 | 0.05 | 2.0 | V:56.2 |
Ni | Ni:100 | |||||
FeS | 22.0 | |||||
FeNb | Nb:40 | |||||
生铁 | 0.5 | 2.2 | 0.09 | 0.05 | 4.2 | |
废钢 | 0.6 | 0.25 | 0.02 | 0.03 | 0.22 |
二、称料:
分别称取3kg FeMn、2.2kg FeSi、7.2kg FeCr、5kg FeW、5kg FeMo、1.3kg FeV、1.4kg Ni、40kg FeS、1.2kg FeNb、110kg生铁、40kg废钢。
三、冶炼操作:
1、装料:分别将称得的废钢、生铁、铬铁(FeCr)、钼铁(FeMo)、钨铁(FeW)、钒铁(FeV)、镍(Ni)、锰铁(FeMn)、硅铁(FeSi)、铌铁(FeNb)装入熔炉,熔炉的炉胆采用碱性炉胆。
2、通电,待以上合料熔清后,搅拌使成份均匀。
3、扒去浮渣。取样分析,调整成份。
4、脱氧:先后再加入1kg锰铁(FeMn)、0.8kg硅铁(FeSi),脱氧。
5、硫化:脱氧后,加入经烘烤的硫铁(FeS),边加边搅拌,使成份均匀,控制功率,使温度保持在1550℃±100℃。
6、扒渣。
7、向熔炉内先后加入稀土硅铁0.3kg和硅钙0.3kg,继续脱氧除气。
8、出钢水,温度控制在1560℃左右。
9、变质处理:将稀土和复合脱氧剂放入钢包内,用钢水冲熔,同时搅拌,稍作镇静。
10、浇钢定型:采用热模浇注,按低温、快浇、快冷的原则,开浇温度控制在1450℃左右。
11、热处理:采取退火处理以降低内应力,便于切削加工。退火至550℃±50℃,保温2±0.5小时,炉冷。
四、产品性能标检测结果:
HRC=35~45,δb=500~600Mpa,ak3=2.5~3.5kg·m/cm2
(普通合金钢:
HRC=18~20,δb=230~300Mpa,ak3≈16kg·m/cm2)
五、产品中各含量:
C:0.7~1.5%,Si:0.5~1.5%,Mn:0.2~1.0%,P≤0.04%,S:1.0~2.5%,Cr:0~3%,Mo:1.0~3%,Nb:0.2~0.8%,W:0~3%,V:0~1.5%,Ni:0~1.5%,Mg:0~0.8%,Ti:0~1.5%,Al:0~0.5%,其余为Fe。
六、应用:
在上述步骤10中,即浇钢定型时,直接将变质后的钢水浇注入轴承的热模内,即可形成轴承毛坯,再精加工,形成轴承的内圈或外圈。
将以上合金钢用于生产轴承,特别是外圈(或内圈)采用该含硫合金钢、内圈(或外圈)采用不含硫合金钢,形成的一对摩擦副,试用于高温的恶劣工况下。经试验,可使轴承具有自润滑的效果,达到免加油维护的目的,实现无噪声、无污染、无需加油维护,且使用寿命为普通轴承的两倍以上。
Claims (3)
1. 高温自润滑合金钢,其特征在于每100克质量合金钢中,各成份质量分别为:C:0.7~1.5克,Si:0.5~1.5克,Mn:0.2~1.0克,P≤0.04克,S:1.0~2.5克,Cr:0~3克,Mo:1.0~3克,Nb:0.2~0.8克,W:0~3克,V:0~1.5克,Ni:0~1.5克,Mg:0~0.8克,Ti:0~1.5克,Al:0~0.5克,其余为Fe。
2. 一种如权利要求1所述高温自润滑合金钢的冶炼方法,包括以下步骤:熔料、去除浮渣、脱氧、出钢水、变质处理、浇钢定型、热处理,其特征在于:
熔料时,分别将废钢、生铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、镍铁、硅铁、锰铁、钛铁、铌铁投入熔炉内,熔炉的炉胆为碱性炉胆;脱氧时,加入锰铁和硅铁;脱氧后先进行硫化,然后再去除浮渣,再进行二次脱氧,其中,所述硫化为向熔炉内加入烘烤的硫铁,边加边搅拌,熔炉内温度保持在1550℃±100℃;所述二次脱氧为向熔炉内加入稀土硅铁和硅钙,脱氧,除气;所述热处理的退火温度为550℃±50℃,保温2±0.5小时后炉冷。
3. 如权利要求1所述高温自润滑合金钢的用途,其特征在于用于生产轴承。
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