CN103722772B - 一种家用榨油机的碎渣装置及其制备材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及榨油机技术领域，尤其涉及一种家用榨油机的碎渣装置及其制备材料，碎渣装置包括固定于榨膛端部的固定部和固定于家用榨油机的榨杆端部的旋转部，固定部内侧固定有至少一个第一刮刀，旋转部固定有至少一个第二刮刀。本发明结构简单、操作方便、碎渣效果好、效率高。本发明用于制备碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、B、Mo、Ca、Zr以及杂质元素P、S、H和O，余量为铁，通过严格控制每种元素的含量，使材料具有较高的抗拉强度和屈服强度，生产成本低，且还具有较高的韧性、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及榨油机技术领域，尤其涉及一种家用榨油机的碎渣装置及其制备材料。
背景技术
现有的家用榨油机压榨装置结构负责，在清理榨油机过程中，很难拆卸，而且由于家庭使用的榨油原料粒径不同，如芝麻、大豆、花生等，如果榨油机用于压榨粒径较小的榨油原料(如芝麻)，榨油机送料杆上凹槽则设计的较小，反之，榨油机用于压榨粒径较大的榨油原料（如花生），榨油机送料杆上凹槽则必须设计的大一些，而且现有技术中的碎渣装置会出现油渣堵塞出油口的现象，需要停机后进行除渣工作，操作比较麻烦，碎渣效果差、效率低。
且现有技术中的碎渣装置由于使用环境比较特殊，碎渣过程中易被机器打断损坏，使用寿命短，因此，碎渣装置需要具有较高强度的不锈钢材料制造，高强度不锈钢材料的研究也越来越多。
申请号为200610147771.9的中国发明专利公开了一种强韧性超高强度不锈钢，该不锈钢通过采取优化成分设计，并采用强化双真空冶炼工艺以及大锻比锻造成形技术，但是，该不锈钢中C、Co含量较低，因此强度稍低。
申请号为200610046063.6的中国发明专利公开了一种高强耐腐耐高温纳米合金钢材料及其制作方法，通过在钢液中加入Nb的同时，加入W、Mo、V等元素，使得合金钢中80%晶粒粒度小于50纳米，该发明使用的材料成分可以满足高强度的需求，但该发明的制作方法只是经过简单的冶炼得到高强耐腐耐高温纳米合金钢材料，得到的材料强度并不高，且韧性较差。
现有技术中高强度不锈钢材料大多只是从一方面进行改进，即从材料成分或者制备方法中一方面进行改进，由于不锈钢材料的制备方法与其化学成分一样对不锈钢材料的综合性能影响很大，因此有必要研发一种在材料成分上满足高强度的需求，在制备方法上又可以发挥出材料的最佳性能，得到一种综合性能优异的高强度不锈钢材料。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种操作方便、碎渣效果好、效率高的家用榨油机的碎渣装置。
本发明的另一目的在于针对现有技术的不足而提供一种用于制备家用榨油机的碎渣装置的高强度不锈钢材料及其制备方法，该材料具有较高的强度，成本低，且还具有较高的韧性、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异；该制备方法与该材料配合使用，可以发挥材料的最佳性能，工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种家用榨油机的碎渣装置，碎渣装置包括固定于榨膛端部的固定部和固定于家用榨油机的榨杆端部的旋转部，固定部内侧固定有至少一个第一刮刀，旋转部固定有至少一个第二刮刀。
本发明的碎渣装置包括固定部和旋转部，固定部固定在榨膛的端部，即出渣口的位置，旋转部固定在榨杆的端部，当驱动机构带动榨杆旋转时，榨杆带动碎渣装置的旋转部一同旋转，利用固定部上的第一刮刀和旋转部上的第二刮刀，很容易切断和打碎油渣，不会使油渣堵塞出渣口而造成榨油机空转。本发明结构简单、操作方便、碎渣效果好、效率高。
所述固定部内侧固定有四个第一刮刀，四个第一刮刀呈圆形阵列分布；所述旋转部固定有四个第二刮刀，四个第二刮刀呈圆形阵列分布，四个第二刮刀之间形成漏渣槽，漏渣槽的内侧边向右侧弯折形成翻卷部。一个第一刮刀和第二刮刀虽然可以解决现有技术的油渣堵塞出渣口的问题，但第一刮刀和第二刮刀的数目优选为2~6个。第一刮刀和第二刮刀的数目小于2时，碎渣效率低，第一刮刀和第二刮刀的数目大于6时，刮刀之间的间距较小，容易卡渣。
所述旋转部中部开设有安装孔，旋转部通过蝶形螺母穿过安装孔固定在榨杆的端部。安装孔的设置解决了现有技术中人工打碎油炸的问题。
一种用于制备上述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.2~0.8%、N：0.1~0.2%、Si：0.2~0.4%、Mn：1~2%、Cr：10~12%、Ni：1.5~2.5%、Cu：1.2~2.2%、V：0.5~1%、B：0.1~0.5%、Mo：0.1~0.3%、Ca：0.08~0.12%、Zr：0.01~0.05%、P≤0.012%、S≤0.005%、H≤0.005%、O≤0.003%，余量为铁。
优选的，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.4~0.6%、N：0.12~0.18%、Si：0.25~0.35%、Mn：1.2~1.8%、Cr：10.5~11.5%、Ni：1.8~2.2%、Cu：1.4~1.8%、V：0.6~0.8%、B：0.2~0.4%、Mo：0.15~0.25%、Ca：0.09~0.11%、Zr：0.02~0.04%、P≤0.01%、S≤0.004%、H≤0.004%、O≤0.002%，余量为铁。
更为优选的，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.5%、N：0.15%、Si：0.3%、Mn：1.5%、Cr：11%、Ni：2%、Cu：1.6%、V：0.7%、B：0.3%、Mo：0.2%、Ca：0.1%、Zr：0.03%、P≤0.008%、S≤0.003%、H≤0.003%、O≤0.001%，余量为铁。
本发明的一种高强度不锈钢材料的成分设计理由如下：
C：0.2~0.8%
C（碳）是强力的奥氏体生成元素，因此使金属组织中的马氏体相的比例增加，C可以发挥固溶强化效果，以间隙固溶体的形式熔入晶格结构中，从而产生了向其中引入应变，以强化间隙固溶体的作用；此外，C具有形成科特雷耳气团以使金属组织中的位错得到固着的作用，从而提高材料的强度，因此，为了有效地提高材料的强度，C的重量百分比应控制在0.2%以上。然而，C容易与钢中的Cr、Nb、Ti等结合而形成碳化物，例如，当在晶粒间界存在有Cr碳化物时，由于Cr在奥氏体中的扩散速度较慢，会在晶界附近产生Cr耗尽层，使得材料的韧性和耐腐蚀性降低，因此，为了避免C过高造成材料的韧性和耐腐蚀性下降，C的重量百分比应控制在0.8%以下。本发明中C的重量百分比为0.2~0.8%，既可以满足材料的强度要求，又可以保证材料的韧性和耐腐蚀性，优选的，C的重量百分比为0.4~0.6%，更为优选的，C的重量百分比为0.5%。
N：0.1~0.2%
N（氮）是形成奥氏体的最强有效元素之一，与C一样， N也是以强化间隙固溶体的元素，并且也是形成科特雷耳气团的元素；此外，N还可以与钢中的Cr或Mo结合以形成簇合物，从而产生提高强度的作用，为了通过加入N有效地使奥氏体相稳定，并且通过形成Mo-N簇合物有效地使材料的强度提高，N的重量百分比应控制在0.1%以上。但是，N在奥氏体相中的固溶程度受到限制，加入较大量的N时，在铸造钢时会产生气孔，虽然通过加入与N具有高亲和力的元素（如Cr或Mn）来提高其固溶的限度，可在某种程度上抑制这种现象，但是当加入过多的这样的元素时，在钢被熔融时需要对环境条件（如温度等）进行控制，使成本增加，因此，为了避免N过高增加熔融和铸造的难度，N的重量百分比应控制在0.2%以下。本发明中N的重量百分比为0.1~0.2%，既可以满足材料的强度要求，又可以保证材料的加工性能，优选的，N的重量百分比为0.12~0.18%，更为优选的，N的重量百分比为0.15%。
Si：0.2~0.4%
Si（硅）为铁素体形成元素，起脱氧剂和改善材料耐腐蚀性的作用，同时也是增加钢的强度的元素，Si会发生固溶，从而产生使层错能降低并使机械特性得到改善的效果，因此，为了有效地提高材料的强度和耐腐蚀性，并起到较好的脱氧作用，Si的重量百分比应控制在0.2%以上。但加入大量的Si对材料的热加工性和韧性不利，对常温下成型也不利，为了避免Si过高造成材料的热加工性和韧性下降，Si的重量百分比应控制在0.4%以下。本发明中Si的重量百分比为0.2~0.4%，既可以满足材料的强度和耐腐蚀性要求，又可以保证材料的热加工性和韧性，优选的，Si的重量百分比为0.25~0.35%，更为优选的，Si的重量百分比为0.3%。
Mn：1~2%
Mn（锰）是奥氏体形成元素，成本低，可以替代Ni形成奥氏体，在将钢熔融和精炼时，Mn被用作脱氧剂，对钢具有很大的强化作用，能提高钢的强度、硬度和耐磨性，为了保证材料的强度和硬度，Mn的重量百分比应控制在1%以上。但是，Mn对高温下的抗氧化性会产生不利的作用，使材料的韧性和耐腐蚀性降低，为了避免Mn过高造成材料的韧性和耐腐蚀性下降，Mn的重量百分比应控制在2%以下。本发明中Mn的重量百分比为1~2%，既可以满足材料的强度和硬度要求，又可以保证材料的韧性和耐腐蚀性，优选的，Mn的重量百分比为1.2~1.8%，更为优选的，Mn的重量百分比为1.5%。
Cr：10~12%
Cr（铬）是强烈形成并稳定铁素体的元素，缩小奥氏体区，随着钢中Cr含量增加，奥氏体不锈钢中可出现铁素体组织；此外，Cr是提高材料强度和耐腐蚀性的主要合金元素，Cr可提高不锈钢在氧化性酸中的耐腐蚀性，提高其在氯化物溶液中的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀能力，而且Cr含量过低还会导致马氏体转变温度（Ms）升高，影响钢的性能，因此，为了保证材料的强度和耐腐蚀性，Cr的重量百分比应控制在10%以上。但Cr在提高钢的强度的同时会降低材料的塑性和韧性，若其含量过高，不仅增加成本，影响经济性，生产率下降，而且对焊接性不利，还会造成一些金属间相的形成倾向增大，因此，为了避免Cr过高造成材料的塑性和韧性下降，Cr的重量百分比应控制在12%以下。本发明中Cr的重量百分比为10~12%，既可以满足材料的强度和耐腐蚀性要求，又可以保证材料的塑性和韧性，优选的，Cr的重量百分比为10.5~11.5%，更为优选的，Cr的重量百分比为11%。
Ni：1.5~2.5%
Ni（镍）是形成奥氏体和稳定奥氏体的最佳元素，Ni对提高材料的耐腐蚀性能、力学性能和热加工性能均有积极的作用，有助于Cr的耐腐蚀作用的发挥；同时Ni的添加还可以改善铁素体不锈钢的塑性和韧性，量少时可以起到固溶强化的作用，量多时也会与其它元素形成析出物，起到时效强化的作用，为了通过加入Ni有效地使奥氏体相稳定，并且提高材料的强度和耐腐蚀性，Ni的重量百分比应控制在1.5%以上。但大量加入Ni会使得Ms点降低到以通常的淬火处理无法得到马氏体组织的情况，从而也无法令钢材获得所需要的高强度，还会使材料的耐腐蚀性能降低，且Ni资源短缺，价格较贵，应尽量节约使用，因此，为了避免Ni过高造成材料的强度和耐腐蚀性降低以及节约成本，Ni的重量百分比应控制在2.5%以下。本发明中Ni的重量百分比为1.5~2.5%，既可以满足材料的强度和耐腐蚀性要求，又可以节约生产成本，优选的，Ni的重量百分比为1.8~2.2%，更为优选的，Ni的重量百分比为2%。
Cu：1.2~2.2%
Cu（铜）能提高不锈钢中奥氏体的稳定性，可以提高不锈钢的硬度和耐磨性，在不锈钢中加入Cu还可以提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能，为了通过加入Cu提高不锈钢的强度和韧性，Cu的重量百分比应控制在1.2%以上。但加入过量的铜会降低不锈钢的机械性能，破坏不锈钢的焊接性能，会使不锈钢在锻轧等加工时产生热脆性，因此，为了避免Cu过高造成材料的热加工性和塑性下降，Cu的重量百分比应控制在2.2%以下。本发明中Cu的重量百分比为1.2~2.2%，既可以满足材料的强度和韧性要求，又可以满足材料的热加工性和塑性要求，优选的，Cu的重量百分比为1.4~1.8%，更为优选的，Cu的重量百分比为1.6%。
V：0.5~1%
V（钒）是不锈钢的优良脱氧剂，不锈钢钢中加入钒可细化组织晶粒，提高不锈钢的强度和韧性，还能改善材料的焊接性能，因此，为了通过加入V提高材料的强度和韧性，V的重量百分比应控制在0.5%以上。但V在提高钢的强度的同时会降低材料的塑性，若其含量过高，不仅增加成本，影响经济性，生产率下降，而且对焊接性不利，因此，为了避免V过高造成材料的塑性降低和成本增加，V的重量百分比应控制在1%以下。本发明中V的重量百分比为0.5~1%，既可以满足材料的强度和韧性要求，又可以兼顾材料的塑性和节约生产成本，优选的，V的重量百分比为0.6~0.8%，更为优选的，V的重量百分比为0.7%。
B：0.1~0.5%
由于本发明成分奥氏体不锈钢中铁素体含量的减少，杂质元素S、P易偏聚在晶间，而降低其热加工塑性，在表面形成微裂纹，因此通过添加晶界强化元素B（硼）可以提高其热塑性；一定含量的B可以增加奥氏体不锈钢凝固过程中的形核点，且可以增加晶界强度，从而可以防止由于相界之间塑性不同而造成的表面缺陷，因此，为了提高材料的热塑性和强度，B的重量百分比应控制在0.1%以上。但过高的B含量会促进奥氏体不锈钢中金属间相的沉淀，影响合金的力学和加工性能，为了避免B过高造成材料的力学和加工性能下降，B的重量百分比应控制在0.5%以下。本发明中B的重量百分比为0.1~0.5%，既可以满足材料的热塑性和强度要求，又可以满足材料的力学性能和加工性能，优选的，B的重量百分比为0.2~0.4%，更为优选的，B的重量百分比为0.3%。
Mo：0.1~0.3%
Mo（钼）是强烈的铁素体形成元素，有利于提高材料的耐腐蚀性，特别是Mo有利于提高焊接部位冲孔剪断面的耐腐蚀性，还可以通过固溶强化提高其强度，为了提高材料的强度和耐腐蚀性，Mo的重量百分比应控制在0.1%以上。但Mo是高成本元素，同时耐腐蚀性能达到饱和之后，过高的Mo含量会促进奥氏体不锈钢中金属间相的沉淀，影响合金的力学和加工性能，考虑到可加工性的劣化和材料成本的增加，Mo的重量百分比应控制在0.3%以下。本发明中Mo的重量百分比为0.1~0.3%，既可以满足材料的强度和耐腐蚀性要求，又可以节约生产成本，优选的，Mo的重量百分比为0.15~0.25%，更为优选的，Mo的重量百分比为0.2%。
Ca：0.08~0.12%
Ca（钙）可以提高钢的强度及切削性能，还是冶炼过程中的净化剂，用于除氧、硫、磷等，为了通过加入Ca提高材料的强度和切削性能，Ca的重量百分比应控制在0.08%以上。但加入过量的Ca会影响材料的韧性和加工性能，为了避免Ca过高造成材料的韧性和加工性下降，Ca的重量百分比应控制在0.12%以下。本发明中Ca的重量百分比为0.08~0.12%，既可以满足材料的强度和切削性能要求，又可以保证材料的韧性和加工性，优选的，Ca的重量百分比为0.09~0.11%，更为优选的，Ca的重量百分比为0.1%。
Zr：0.01~0.05%
Zr（锆）是冶炼过程中的除氧、硫、磷剂，能提高钢的强度、硬度，还可以提高钢的耐磨性能及改善钢的焊接性能。因此，为了提高材料的强度和硬度，Zr的重量百分比应控制在0.01%以上。但过高的Zr含量会促进奥氏体不锈钢中金属间相的沉淀，影响合金的力学性能和加工性能，为了避免Zr过高造成材料的力学和加工性能下降，Zr的重量百分比应控制在0.05%以下。本发明中Zr的重量百分比为0.01~0.05%，既可以满足材料的强度和硬度要求，又可以满足材料的力学性能和加工性能，优选的，Zr的重量百分比为0.02~0.04%，更为优选的，Zr的重量百分比为0.03%。
杂质元素：P≤0.012%、S≤0.005%、H≤0.005%、O≤0.003%。
P（磷）和S（硫）都是钢中的有害成份，过高的磷和硫含量会导致钢的强度急剧下降，会导致钢材变脆，必须严格的控制。因此，本发明采用的P的质量百分含量控制在0.012%以下，S的质量百分含量控制在0.005%以下。
H（氢）和O（氧）在不锈钢材料中会严重影响材料的韧性，必须严格控制。因此，本发明采用的H的质量百分含量控制在0.005%以下，O的质量百分含量控制在0.003%以下。
优选的，所述材料的化学成分满足以下公式：
0.4%≤C+N≤0.9% ……（1）
2（C+N）≤4Si+Mn≤3.2% ……（2）
23.6%≤Cr+7.8Ni≤29.5% ……（3）
5.4%≤Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr≤8.2% ……（4）
其中，C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、B、Mo、Ca和Zr分别代表各元素的重量百分比。
（1）式的（C+N）是影响材料的强度、弯曲加工性能、以及焊接部位韧性、进而影响焊接部位冲压加工性能的因素，在本发明中限定在0.4%~0.9%范围内。通过实验证明，当（C+N）小于0.4%时，马氏体组织的强度过低，即使成为铁素体+马氏体的混合组织，抗拉强度也不能达到850MPa以上。当（C+N）超过0.9%时，由于C、N使马氏体显著硬化，C、N含量高时，软的铁素体和硬的马氏体的硬度差非常大，弯曲加工时其边界积蓄畸变，容易产生裂纹，从而使得材料的弯曲加工性能和焊接部位的韧性显著降低，此外，当（C+N）超过0.9%时，焊接部位的冲压加工性能显著降低，焊接部位冲压加工性能降低的原因是焊接后生成的铁素体和马氏体构成的混合组织中，由于从C、N固溶能力大的奥氏体相变的马氏体中固溶大量的C、N，马氏体的强度增加，与软的铁素体的强度差别过大造成的。因此，从提高材料的强度出发，（C+N）应控制在0.4%以上，从提高材料的韧性和加工性能出发，（C+N）应控制在0.9%以下。
（2）式的（4Si+Mn）是影响材料的强度和脱氧作用的因素，在本发明中限定在2（C+N）~3.2%范围内。通过实验证明，当（4Si+Mn）在小于2（C+N）时，得到的材料强度较差，且脱氧效果不好；当（4Si+Mn）大于3.2%时，得到的材料热加工性和韧性较差，因此，从提高材料的强度和脱氧作用出发，（4Si+Mn）应控制在2（C+N）以上，从提高材料的热加工性和韧性出发，（4Si+Mn）应控制在3.2%以下。
（3）式的（Cr+7.8Ni）是影响材料的强度和耐腐蚀性的因素，在本发明中限定在23.6%~29.5%的范围内。Cr、Ni都具有耐腐蚀性的作用，且Cr和Ni复配使用的效果更加显著，通过实验证明，当（Cr+7.8Ni）小于23.6%时，得到的材料耐腐蚀性能较差，且强度小；当（Cr+12Ni）大于29.5%时，导致材料的塑性和韧性下降。因此，从提高材料的强度和耐腐蚀性出发，（Cr+7.8Ni）应控制在23.6%以上，从提高材料的塑性和韧性出发，（Cr+7.8Ni）应控制在29.5%以下。
（3）式的（Cr+7.8Ni）是影响材料的强度和耐腐蚀性的因素，在本发明中限定在23.6%~29.5%的范围内。Cr、Ni都具有耐腐蚀性的作用，且Cr和Ni复配使用的效果更加显著，通过实验证明，当（Cr+7.8Ni）小于23.6%时，得到的材料耐腐蚀性能较差，且强度小；当（Cr+12Ni）大于29.5%时，导致材料的塑性和韧性下降。因此，从提高材料的强度和耐腐蚀性出发，（Cr+7.8Ni）应控制在23.6%以上，从提高材料的塑性和韧性出发，（Cr+7.8Ni）应控制在29.5%以下。
（4）式的（Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr）是影响材料的强度和硬度的因素，在本发明中限定在5.4%~8.2%的范围内。Cu、V、B、Mo、Ca和Zr都能提高材料和硬度和耐磨性，且这几种元素复配使用的效果更加显著，通过实验证明，当（Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr）小于5.4%时，得到的材料强度较小，且硬度较差，当（Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr）大于8.2%时，导致材料的韧性和加工性能下降。因此，从提高材料的强度和硬度出发，（Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr）应控制在5.4%以上，从提高材料的韧性和加工性能出发，（Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr）应控制在8.2%以下。
一种高强度不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以30~40℃/h的速度缓慢冷却，再在250~350℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1050~1150℃，进行均匀化处理，处理时间为6~24h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在900~1100℃温度下进行固溶处理，处理时间为2~3h，然后冷却至室温。
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-90~-50℃温度下冷却2~6h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在450~550℃温度下进行老化处理，处理时间为5~7h，得到高强度不锈钢材料。
本发明的高强度不锈钢材料的制备方法采用均匀化处理、固溶处理、冷冻处理和老化处理，可以得到高耐磨的不锈钢材料，并降低了高耐磨不锈钢成品的生产成本，且产品具有较好的塑性，满足变形加工的需要。
优选的，所述步骤F之后还包括步骤H、调质处理：调质处理依次包括淬火处理和回火处理；其中，淬火处理的温度为900~1100℃，淬火时间为2~4h，出炉后油冷或空冷；回火处理的温度为650~750℃，回火时间为3~5h，出炉后油冷或水冷。
更为优选的，所述回火处理采用两次回火：第一次回火温度为700~750℃，回火时间为1.5~2h；第二次回火温度为650~700℃，回火时间为1.5~3h。
本发明的有益效果在于：本发明的碎渣装置包括固定部和旋转部，固定部固定在榨膛的端部，即出渣口位置，旋转部固定在榨杆的端部，当驱动机构带动榨杆旋转时，榨杆带动碎渣装置的旋转部一同旋转，利用固定部上的第一刮刀和旋转部上的第二刮刀，很容易切断和打碎油渣，不会使油渣堵塞出渣口而造成榨油机空转。本发明结构简单、操作方便、碎渣效果好、效率高。
本发明用于制备碎渣装置的高强度不锈钢材料加入了Cu、V、B、Mo、Ca和Zr元素，能显著提高材料的抗拉强度和屈服强度；还降低了材料的生产成本，而且可节约不可再生的Ni资源，属于环保型材料。
本发明用于制备碎渣装置的高强度不锈钢材料，与传统的类似材料比较，本发明的不锈钢材料的抗拉强度≥1050Mpa，屈服强度≥880Mpa；冲击韧性≥220J，断裂韧性≥110MPa ，断裂伸长率≥35%，硬度≥48HRC，还具有优良的耐腐蚀性能：3.5%NaCl溶液环境下材料的腐蚀速度≤0.0225mm/年，在5%H2S04溶液环境下材料的腐蚀速度≤0.0347mm/年，良好的综合性能，便于加工，成本低。
本发明用于制备碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、B、Mo、Ca、Zr以及杂质元素P、S、H和O，余量为铁，通过严格控制每种元素的含量，使材料具有较高的抗拉强度和屈服强度，生产成本低，且还具有较高的韧性、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异。
本发明用于制备碎渣装置的高强度不锈钢材料的制备方法采用均匀化处理、固溶处理、冷冻处理和老化处理，可以得到高耐磨的不锈钢材料，并降低了高耐磨不锈钢成品的生产成本，且产品具有较好的塑性，满足变形加工的需要。
本发明用于制备碎渣装置的高强度不锈钢材料的制备方法与本发明的材料配合使用，可以发挥材料的最佳性能，工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
附图说明：
图1是本发明所述碎渣装置的立体结构分解示意图。
图2是本发明所述碎渣装置安装时的立体结构示意图。
附图标记为：11—榨膛、12—榨杆、241—固定部、242—旋转部、243—第一刮刀、244—第二刮刀、245—漏渣槽、246—翻卷部、247—安装孔、25—蝶形螺母。
具体实施方式：
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图1~2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
见图1~2，一种家用榨油机的碎渣装置，碎渣装置包括固定于榨膛11端部的固定部241和固定于家用榨油机的榨杆12端部的旋转部242，固定部241内侧固定有至少一个第一刮刀243，旋转部242固定有至少一个第二刮刀244。
本实施例中，所述固定部241内侧固定有四个第一刮刀243，四个第一刮刀243呈圆形阵列分布；所述旋转部242固定有四个第二刮刀244，四个第二刮刀244呈圆形阵列分布，四个第二刮刀244之间形成漏渣槽245，漏渣槽245的内侧边向右侧弯折形成翻卷部246。
本实施例中，所述旋转部242中部开设有安装孔247，旋转部242通过蝶形螺母25穿过安装孔247固定在榨杆12的端部。
一种用于上述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.2%、N：0.2%、Si：0.2%、Mn：2%、Cr：10%、Ni：2.5%、Cu：1.2%、V：1%、B：0.1%、Mo：0.1%、Ca：0.08%、Zr：0.05%、P≤0.012%、S≤0.005%、H≤0.005%、O≤0.003%，余量为铁。
一种高强度不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以30℃/h的速度缓慢冷却，再在250℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1050℃，进行均匀化处理，处理时间为6h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在900℃温度下进行固溶处理，处理时间为2h，然后冷却至室温。
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-90℃温度下冷却2h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在450℃温度下进行老化处理，处理时间为5h，得到高强度不锈钢材料。
本实施例制得的高强度不锈钢材料的机械物理性能如表1所示。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种用于上述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.4%、N：0.18%、Si：0.25%、Mn：1.8%、Cr：10.5%、Ni：2.2%、Cu：1.4%、V：0.8%、B：0.2%、Mo：0.15%、Ca：0.09%、Zr：0.04%、P≤0.010%、S≤0.004%、H≤0.004%、O≤0.002%，余量为铁。
一种高强度不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以32℃/h的速度缓慢冷却，再在280℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1080℃，进行均匀化处理，处理时间为10h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在950℃温度下进行固溶处理，处理时间为3h，然后冷却至室温。
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-80℃温度下冷却3h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在480℃温度下进行老化处理，处理时间为6h，得到高强度不锈钢材料。
H、调质处理：调质处理依次包括淬火处理和回火处理；其中，淬火处理的温度为900℃，淬火时间为2h，出炉后油冷或空冷；
所述回火处理采用两次回火：第一次回火温度为700℃，回火时间为1.5h；第二次回火温度为650℃，回火时间为1.5h，出炉后油冷或水冷。
本实施例制得的高强度不锈钢材料的机械物理性能如表1所示。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种用于上述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.5%、N：0.15%、Si：0.3%、Mn：1.5%、Cr：11%、Ni：2%、Cu：1.6%、V：0.7%、B：0.3%、Mo：0.2%、Ca：0.1%、Zr：0.03%、P≤0.008%、S≤0.003%、H≤0.003%、O≤0.001%，余量为铁。
一种高强度不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以35℃/h的速度缓慢冷却，再在300℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1100℃，进行均匀化处理，处理时间为15h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在1000℃温度下进行固溶处理，处理时间为2h，然后冷却至室温。
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-70℃温度下冷却4h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在500℃温度下进行老化处理，处理时间为7h，得到高强度不锈钢材料。
本实施例制得的高强度不锈钢材料的机械物理性能如表1所示。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种用于上述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.6%、N：0.12%、Si：0.35%、Mn：1.2%、Cr：11.5%、Ni：1.8%、Cu：1.8%、V：0.6%、B：0.4%、Mo：0.25%、Ca：0.11%、Zr：0.02%、P≤0.01%、S≤0.004%、H≤0.004%、O≤0.002%，余量为铁。
一种高强度不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以38℃/h的速度缓慢冷却，再在320℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1120℃，进行均匀化处理，处理时间为20h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在1050℃温度下进行固溶处理，处理时间为3h，然后冷却至室温。
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-60℃温度下冷却5h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在520℃温度下进行老化处理，处理时间为6h，得到高强度不锈钢材料。
H、调质处理：调质处理依次包括淬火处理和回火处理；其中，淬火处理的温度为1100℃，淬火时间为4h，出炉后油冷或空冷；
所述回火处理采用两次回火：第一次回火温度为750℃，回火时间为2h；第二次回火温度为700℃，回火时间为3h，出炉后油冷或水冷。
本实施例制得的高强度不锈钢材料的机械物理性能如表1所示。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种用于上述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.8%、N：0.1%、Si：0.4%、Mn：1%、Cr：12%、Ni：1.5%、Cu：2.2%、V：0.5%、B：0.5%、Mo：0.3%、Ca：0.12%、Zr：0.01%、P≤0.012%、S≤0.005%、H≤0.005%、O≤0.003%，余量为铁。
一种高强度不锈钢材料的制备方法，包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以40℃/h的速度缓慢冷却，再在350℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1150℃，进行均匀化处理，处理时间为24h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在1100℃温度下进行固溶处理，处理时间为3h，然后冷却至室温。
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-50℃温度下冷却6h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在550℃温度下进行老化处理，处理时间为7h，得到高强度不锈钢材料。
本实施例制得的高强度不锈钢材料的机械物理性能如表1所示。
表1 实施例1~5制得的高强度不锈钢咖啡壶材料的机械物理性能
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 抗拉强度（MPa） | 1050 | 1170 | 1080 | 1200 | 1120 |
| 屈服强度（MPa） | 930 | 968 | 935 | 980 | 880 |
| 冲击韧性（J） | 220 | 260 | 270 | 250 | 240 |
| 断裂韧性（MPa） | 131 | 148 | 155 | 126 | 110 |
| 断裂伸长率（%） | 39 | 35 | 45 | 40 | 43 |
| 硬度（HRC） | 48 | 49 | 50 | 49 | 50 |
| 3.5%NaCl溶液环境下的腐蚀速度（mm/年） | 0.0189 | 0.0221 | 0.0195 | 0.0204 | 0.0213 |
| 5%H2S04溶液环境下的腐蚀速度（mm/年） | 0.0329 | 0.0331 | 0.0338 | 0.0342 | 0.0347 |
本发明的高强度不锈钢材料，与传统的类似材料比较，本发明的不锈钢材料的抗拉强度≥1050Mpa，屈服强度≥880Mpa；冲击韧性≥220J，断裂韧性≥110MPa，断裂伸长率≥35%，硬度≥48HRC，还具有优良的耐腐蚀性能：3.5%NaCl溶液环境下材料的腐蚀速度≤0.0225mm/年，在5%H2S04溶液环境下材料的腐蚀速度≤0.0347mm/年，良好的综合性能，便于加工，成本低。
本发明的高强度不锈钢材料，其化学成分包括C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、B、Mo、Ca、Zr以及杂质元素P、S、H和O，余量为铁，通过严格控制每种元素的含量，使材料具有较高的抗拉强度和屈服强度，生产成本低，且还具有较高的韧性、硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种家用榨油机的碎渣装置，其特征在于：碎渣装置包括固定于榨膛端部的固定部和固定于家用榨油机的榨杆端部的旋转部，固定部内侧固定有至少一个第一刮刀，旋转部固定有至少一个第二刮刀；
用于制备所述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.2~0.8%、N：0.1~0.2%、Si：0.2~0.4%、Mn：1~2%、Cr：10~12%、Ni：1.5~2.5%、Cu：1.2~2.2%、V：0.5~1%、B：0.1~0.5%、Mo：0.1~0.3%、Ca：0.08~0.12%、Zr：0.01~0.05%、P≤0.012%、S≤0.005%、H≤0.005%、O≤0.003%，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的一种家用榨油机的碎渣装置，其特征在于：所述固定部内侧固定有四个第一刮刀，四个第一刮刀呈圆形阵列分布；所述旋转部固定有四个第二刮刀，四个第二刮刀呈圆形阵列分布，四个第二刮刀之间形成漏渣槽，漏渣槽的内侧边向右侧弯折形成翻卷部。
3.根据权利要求1所述的一种家用榨油机的碎渣装置，其特征在于：所述旋转部中部开设有安装孔，旋转部通过蝶形螺母穿过安装孔固定在榨杆的端部。
4.一种用于制备权利要求1所述碎渣装置的高强度不锈钢材料，其特征在于：其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.2~0.8%、N：0.1~0.2%、Si：0.2~0.4%、Mn：1~2%、Cr：10~12%、Ni：1.5~2.5%、Cu：1.2~2.2%、V：0.5~1%、B：0.1~0.5%、Mo：0.1~0.3%、Ca：0.08~0.12%、Zr：0.01~0.05%、P≤0.012%、S≤0.005%、H≤0.005%、O≤0.003%，余量为铁。
5.根据权利要求4所述的一种高强度不锈钢材料，其特征在于：其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.4~0.6%、N：0.12~0.18%、Si：0.25~0.35%、Mn：1.2~1.8%、Cr：10.5~11.5%、Ni：1.8~2.2%、Cu：1.4~1.8%、V：0.6~0.8%、B：0.2~0.4%、Mo：0.15~0.25%、Ca：0.09~0.11%、Zr：0.02~0.04%、P≤0.01%、S≤0.004%、H≤0.004%、O≤0.002%，余量为铁。
6.根据权利要求4所述的一种高强度不锈钢材料，其特征在于：其化学成分包括以下重量百分比的元素：C：0.5%、N：0.15%、Si：0.3%、Mn：1.5%、Cr：11%、Ni：2%、Cu：1.6%、V：0.7%、B：0.3%、Mo：0.2%、Ca：0.1%、Zr：0.03%、P≤0.008%、S≤0.003%、H≤0.003%、O≤0.001%，余量为铁。
7.根据权利要求4所述的一种高强度不锈钢材料，其特征在于：所述材料的化学成分满足以下公式：
0.4%≤C+N≤0.9% ……（1）
2（C+N）≤4Si+Mn≤3.2% ……（2）
23.6%≤Cr+7.8Ni≤29.5% ……（3）
5.4%≤Cu+4.8V+5.4B-12Mo+15Ca+24Zr≤8.2% ……（4）
其中，C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、V、B、Mo、Ca和Zr分别代表各元素的重量百分比。
8.如权利要求4~7任一项所述的一种高强度不锈钢材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、冶炼：按照上述化学成分的配比采用氢氧脱碳炉、中频感应电炉的双联冶炼工艺进行冶炼，得到钢水；
B、连铸：将步骤A得到的钢水在搅拌条件下连铸成铸造件，铸造件以30~40℃/h的速度缓慢冷却，再在250~350℃温度下进行热修磨；
C、均匀化处理：将步骤B热修磨后的铸造件加热至1050~1150℃，进行均匀化处理，处理时间为6~24h；
D、固溶处理：将步骤C均匀化处理后的铸造件在900~1100℃温度下进行固溶处理，处理时间为2~3h，然后冷却至室温；
E、冷冻处理：将步骤D固溶处理后的铸造件在-90~-50℃温度下冷却2~6h；
F、老化处理：将步骤E冷冻处理后的铸造件在450~550℃温度下进行老化处理，处理时间为5~7h，得到高强度不锈钢材料。
9.根据权利要求8所述的一种高强度不锈钢材料的制备方法，其特征在于：所述步骤F之后还包括步骤H、调质处理：调质处理依次包括淬火处理和回火处理；其中，淬火处理的温度为900~1100℃，淬火时间为2~4h，出炉后油冷或空冷；回火处理的温度为650~750℃，回火时间为3~5h，出炉后油冷或水冷。
10.根据权利要求9所述的一种高强度不锈钢材料的制备方法，其特征在于：所述回火处理采用两次回火：第一次回火温度为700~750℃，回火时间为1.5~2h；第二次回火温度为650~700℃，回火时间为1.5~3h。
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