CN102409246A - 一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气缸套技术领域,涉及一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法。按质量百分比计,内衬的组成为:C:0.75-0.95%,Si:1.45-1.65%,P:<0.02%,S:<0.023%,Mn:1.85-1.95%,Mo:0.2-0.25%,Cr:1.5-1.55%,Co1.5-1.6%,V:0.1-0.3%,AL<0.3%,余量为铁。本发明的贝氏体气缸套内衬具有以下优点:耐磨性好、强度高、冲击韧性高;制备工艺简单、稳定。
Description
技术领域
本发明属于气缸套技术领域,涉及一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法。
背景技术
气缸套是泥浆泵的关键零件之一,目前其材质多为普通碳钢或合金中碳钢做外衬,内衬为高铬(Cr>13%)白口铸铁,该类气缸套内衬主要是依靠熔炼和热处理形成回火马氏体+碳化物来满足强度、耐磨性的要求,冲击韧性较差,例:日本栗本铁工含铬10-15%的CI×ZL型号的球磨机衬板的性能:抗拉强度Rm>750MPa、冲击韧性ak>4J/cm2。目前,国内外的双金属缸套内衬铸铁产品几乎都是高铬白口铸铁,随着泥浆泵的发展,内衬材料的强度、耐磨的要求更高,因此开发泥浆泵高强度耐磨内衬材料是一个急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的提供一种耐磨性好、强度高的贝氏体气缸套内衬及其制备方法。
本发明采用以下技术方案:
一种贝氏体气缸套内衬,按质量百分比计,内衬的组成为:C:0.75-0.95%,Si:1.45-1.65%,P:<0.02%,S:<0.023%,Mn:1.85-1.95%,Mo:0.2-0.25%,Cr:1.5-1.55%,Co1.5-1.6%,V:0.1-0.3%,AL<0.3%,余量为铁。
贝氏体气缸套内衬的制备方法,包括以下步骤:(1)按照各成分如下质量百分比进行配料:C:0.75-0.95%,Si:1.45-1.65%,P:<0.02%,S:<0.023%,Mn:1.85-1.95%,Mo:0.2-0.25%,Cr:1.5-1.55%,Co1.5-1.6%,V:0.1-0.3%,AL<0.3%,余量为铁;
(2)熔炼成钢管;
(3)钢管机加工为内衬,留0.6mm余量;
(4)内衬送入中性炉于890-910℃下保温,保温时间为2.5-3min/mm(内衬壁厚);然后淬入125-150℃淬火液进行等温淬火,保温30-35min;
(5)淬火后的内衬放入100-120℃等温油炉中回火,回火时间至少4小时。
淬火液优选好富顿MT355型号等温淬火油。
本发明对内衬的成分进行了调整,其中Mn、Cr提高奥氏体稳定性,Mo消除P在晶界上的偏析、消除回火脆性,Si阻碍碳化物沉淀,Co提高r→a(奥氏体向铁素体转变)的自由能从而缩短贝氏体的形成时间,C共析钢的碳量是为了降低Bs点。
本发明的内衬在制备时先用通过中性气氛加热进行奥氏体化、然后通过等温淬火获得组织为下贝氏体和残余奥氏体膜,最后通过低温回火,使此材料凸显出它的强度高、冲击韧性高、耐磨的优越性,这是在发现高铬白口铸铁和球墨铸铁(ADI)内衬材料后,首次作为内衬材料的低温形成的高强度贝氏体钢,制得的内衬的组织为下贝氏体和残余奥氏体膜,贝氏体片厚为:20-40nm,其片间为残余奥氏体膜;内衬材料性能如下:硬度为HV>550,Rm>1.5Gpa,ak>30J/cm2,将其应用于钻井机上,使用效果优良。
本发明的贝氏体气缸套内衬相对于现有的泥浆泵内衬材料,具有以下优点:耐磨性好、强度高、冲击韧性高;制备工艺简单、稳定。
附图说明
图1为本发明回火后气缸套内衬的金相组织。
具体实施方式
实施例1
按质量百分比计,内衬的组成:
C:0.9%; Si:1.6%; P:0.015%; S:0.013%; Mn:1.92%; Mo:0.21%;Cr:1.51%; Co:1.56%; V:0.12%; AL:0.09%
制备:
(1)按照各成分如下质量百分比进行配料;
(2)熔炼成钢管;
(3)钢管机加工为内衬,留0.6mm余量;
(4)内衬送入中性炉于890℃下保温,保温时间为3min/mm(内衬壁厚);然后淬入125℃淬火液,保温35min;
(5)淬火后的内衬放入100℃等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬,回火时间4小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能:硬度:610HV,Rm:1.62Gpa,ak:35J/cm2。所得贝氏体气缸套内衬的金相组织如图1所示,由图1看出,该内衬的组织为贝氏体。
实施例2
按质量百分比计,内衬的组成:
C:0.75%; Si:1.65%; P:0.01%; S:0.02%; Mn:1.95%; Mo:0.2%;Cr:1.55%; Co:1.51%; V:0.3%; AL:0.2%
制备:
(1)按照各成分如下质量百分比进行配料;
(2)熔炼成钢管;
(3)钢管机加工为内衬,留0.6mm余量;
(4)内衬送入中性炉于900℃下保温,保温时间为2.5min/mm(内衬壁厚);然后淬入140℃淬火液,保温33min;
(5)淬火后的内衬放入110℃等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬,回火时间4.5小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能:硬度:580HV,Rm:1.59Gpa,ak:33.7J/cm2。
实施例3
按质量百分比计,内衬的组成:
C:0.95%; Si:1.45%; P:0.013%; S:0.01%; Mn:1.85%; Mo:0.25%;Cr:1.5%; Co:1.6%; V:0.1%; AL:0.15%
制备:
(1)按照各成分如下质量百分比进行配料;
(2)熔炼成钢管;
(3)钢管机加工为内衬,留0.6mm余量;
(4)内衬送入中性炉于910℃下保温,保温时间为2.8min/mm(内衬壁厚);然后淬入150℃淬火液,保温30min;
(5)淬火后的内衬放入120℃等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬,回火时间4小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能:硬度:568HV,Rm:1.52Gpa,ak:32.8J/cm2。
Claims (2)
1.一种贝氏体气缸套内衬,其特征在于:按质量百分比计,内衬的组成为:C:0.75-0.95%,Si:1.45-1.65%,P:<0.02%,S:<0.023%,Mn:1.85-1.95%,Mo:0.2-0.25%,Cr:1.5-1.55%,Co1.5-1.6%,V:0.1-0.3%,AL<0.3%,余量为铁。
2.权利要求1所述的贝氏体气缸套内衬的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)按照各成分如下质量百分比进行配料:C:0.75-0.95%,Si:1.45-1.65%,P:<0.02%,S:<0.023%,Mn:1.85-1.95%,Mo:0.2-0.25%,Cr:1.5-1.55%,Co1.5-1.6%,V:0.1-0.3%,AL<0.3%,余量为铁;
(2)熔炼成钢管;
(3)钢管加工为内衬,留0.6mm余量;
(4)内衬送入中性炉于890-910℃下保温,然后淬入125-150℃淬火液,保温30-35min;
(5)淬火后的内衬放入100-120℃等温油炉中回火,回火时间至少4小时。
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