CN103361572A - 一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料及其制备方法，抗磨金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.7～3.0%，Si：0.8～1.0%，Mn：0.8～1.2%，Cr：26～27%，Ni：0.5～1.0%，S：≤0.1%，P：≤0.06%，余量为Fe；其制备方法包括先将各组份熔炼出毛坏，然后再退火处理。采用发明的抗磨金属材料制成的泥浆泵过流部件，泥浆泵具有很高的抗冲刷性能和耐磨损性能，是采用现有材质寿命的3倍以上。

Description

一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，特别涉及一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料。

背景技术

泥浆泵包括污水泵，渣浆泵，常用的泥浆泵是离心式的，当原动机机带动叶轮旋转时，叶轮中的叶片迫使流体旋转，即叶片对流体沿它的运动方向做功，从而迫使流体的压力势能和动能增加。与此同时，流体在惯性力的作用下，从中心向叶轮边缘流去，并以很高的的速度流出叶轮，进入压出室，再经扩散管排出，这个过程称为压水过程。离心式泥浆泵的工作过程，实际上是一个能量传递和转化的过程。它将电动机高速旋转的机械能，通过泵的叶片传递并转化为被抽升流体的压能和动能。因此其过流部件，如护套、叶轮、护板属于易损件，相对于整个泥浆泵而言，这些过流部件最易损坏，从而影响泥浆泵整体的工作效率。我国现有泥浆泵的材质主要有：锰钢、灰铁、球铁和白口铸铁，这些材质普遍存在强度小、韧性差、硬度低的特点，在用户现场使用寿命较短。

发明内容

本发明提供一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料及其应用，这种材料具有强度大、韧性好、硬度高的特点，可明显提高泥浆泵的使用寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.7～3.0%、Si：0.8～1.0%、Mn：0.8～1.2%、Cr：26～27%、Ni：0.5～1.0%、S：≤0.1%、P：≤0.06%、余量为Fe。

其中，优选地，一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.8～2.9%、Si：0.9～1.1%、Mn：0.9～1.1%、Cr：27%、Ni：0.6～0.8%、S：≤0.05%、P：≤0.03%、余量为Fe。

其中，优选地，一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.8、Si：1.0%、Mn：1.0%、Cr：27%、Ni：0.7%、S：≤0.05%、P：≤0.03%、余量为Fe。

本发明还提供了一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）熔炼毛坯：将下述重量比例的各组分加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；各组份为：C：2.7～3.0%、Si：0.8～1.0%、Mn：0.8～1.2%、Cr：26～27%、Ni：0.5～1.0%、S：≤0.1%、P：≤0.06%、余量为Fe。

2）退火处理：以40～60℃/h速度升温至150～250℃，以20～30℃/h速度升温至300～350℃，以20～30℃/h速度升温至360～400℃，以45～55℃/h速度升温至700～750℃，以90～110℃/h速度升温至1000～1100℃，保温7～9小时后出炉空冷。

本发明的设计依据是：

C：碳是钢中的组元之一，本发明的抗磨金属材料，用于泥浆泵的过流部件，加入碳一方面是为了保证合金得到好的强度、硬度、韧性、耐蚀性的配合。含碳量偏低，材料的韧性将得以提高，但耐磨性会不够；含碳量过高，材料的硬度、耐磨性会改善，但韧性会下降。结合泥浆泵泵的需要，本发明的含碳量控制在2.7-3.0％之间。

Si：硅元素能改善铸件的铸造性能，且有利于钢水脱氧除气。铸造高合金钢适当高的硅含量，能在使用过程中提高材料的抗氧化能力。但含硅量过高会增加材质的脆性。因而其含量控制在0.8-1.2％。

Mn：锰主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性，但含量过高会产生大量残余奥氏体，对材料耐磨性不利，应控制在0.8-1.2％。

Cr：铬是提高钢的淬透性、使钢强化的重要元素，同时也是提高钢的耐蚀性的重要元素。以往的耐磨衬板材质中，除高铬铸铁含铬量较高以外，一般材质中含铬量多低于5％。本发明衬板选择铬含量为％之间26～27%。因为偏低的含铬量对材料的耐腐蚀性不利；而偏高的铬含量对韧性不利。另外含铬量的选择还要兼顾与碳量的合理匹配。

Ni：加入镍元素可提高钢的耐蚀性、韧性和淬透性，在多元合金化的条件下，Ni与Cr元素共同作用，对耐蚀性的提高作用明显。但由于Ni的价格昂贵，为了控制合金成本，加入量控制在0.5-1.0％。

P、S：S和P均为有害元素，P会引起热脆，S易引起冷脆。为了保证铸铁的强度、韧性和耐磨性，必须严格控制S、P的含量。

采用上述技术方案，本发明所述的抗磨金属材料，具有以下有益效果：

1.与现有技术相比，本发明的抗磨金属材料，洛氏硬度HRC≥60，冲击韧性值（ak）=6-10J/cm²，抗拉强度（σb）≥700MPa，有较高的硬度和耐磨性，同时还具有较高的强度和较好的韧性。

2.采用发明的抗磨金属材料制成的泥浆泵过流部件，泥浆泵具有很高的抗冲刷性能和耐磨损性能，是采用现有材质寿命的3倍以上。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.7%、Si：0.8%、Mn：0.8%、Cr：26%、Ni：0.5%、S：0.1%、P：0.06%、余量为Fe。

制备方法如下：

1）将上述各组分加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；

2）退火处理：

以40℃/h速度升温至150℃，以30℃/h速度升温至350℃，以20℃/h速度升温至390℃，以55℃/h速度升温至700℃，以90℃/h速度升温至1100℃，保温7小时后出炉空冷。

实施例2

本实施例提供一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：3.0%、Si：1.0%、Mn：1.2%、Cr：27%、Ni：1.0%、S：0.05%、P：0.04%、余量为Fe。

制备方法如下：

1）将上述各组分的原料按比例加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；

2）退火处理：

以60℃/h速度升温至250℃，以20℃/h速度升温至300℃，以30℃/h速度升温至360℃，以45℃/h速度升温至750℃，以110℃/h速度升温至900℃，保温9小时后出炉空冷。

实施例3

本实施例提一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.8%、Si：0.9%、Mn：0.9%、Cr：27%、Ni：0.6%、S：0.05%、P：0.03%、余量为Fe。

制备方法如下：

1）将上述各组分的原料按比例加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；

2）退火处理：以50℃/h速度至220℃，以25℃/h速度升温至300℃，以25℃/h速度升温至380℃，以50℃/h速度升温至730℃，以100℃/h速度升温至到1060℃，保温8小时后出炉空冷。

实施例4

本实施例提一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.9%、Si：1.0%、Mn：1.1%、Cr：27%、Ni：0.8%、S：0.02%、P：0.02%、余量为Fe。

制备方法如下：

1）将上述各组分的原料按比例加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；

2）退火处理：以45℃/h速度至210℃，以25℃/h速度升温至320℃，以25℃/h速度升温至380℃，以50℃/h速度升温至750℃，以105℃/h速度升温至到1080℃，保温7.5小时后出炉空冷。

实施例5

本实施例提供一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.8%、Si：1.0%、Mn：1.0%、Cr：27%、Ni：0.7%、S：0.04%、P：0.02%、余量为Fe。

制备方法如下：

1）将上述各组分的原料按比例加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；

2）退火处理：以50℃/h速度升温至200℃，以25℃/h速度升温至300℃，以25℃/h速度升温至370℃，以50℃/h速度至720℃，以100℃/h速度升温至1050℃，保温8小时后出炉空冷。

采用发明的抗磨金属材料制成的泥浆泵过流部件，泥浆泵具有很高的抗冲刷性能和耐磨损性能，是采用现有材质寿命的3倍以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料，其特征在于，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.7～3.0%、Si：0.8～1.0%、Mn：0.8～1.2%、Cr：26～27%、Ni：0.5～1.0%、S：≤0.1%、P：≤0.06%、余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料，其特征在于，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.8～2.9%、Si：0.9～1.1%、Mn：0.9～1.1%、Cr：27%、Ni：0.6～0.8%、S：≤0.05%、P：≤0.03%、余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的一种用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料，其特征在于，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：2.8、Si：1.0%、Mn：1.0%、Cr：27%、Ni：0.7%、S：≤0.05%、P：≤0.03%、余量为Fe。

4.一种权利要求1所述的用于泥浆泵过流部件的抗磨金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）熔炼毛坯：将下述重量比例的各组分加入电炉中，经电炉铸造熔炼出毛坯；各组份为：C：2.7～3.0%、Si：0.8～1.0%、Mn：0.8～1.2%、Cr：26～27%、Ni：0.5～1.0%、S：≤0.1%、P：≤0.06%、余量为Fe。

2）退火处理：以40～60℃/h速度升温至150～250℃，以20～30℃/h速度升温至300～350℃，以20～30℃/h速度升温至360～400℃，以45～55℃/h速度升温至700～750℃，以90～110℃/h速度升温至1000～1100℃，保温7～9小时后出炉空冷。