CN104532160B - 一种泵用合金钢材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泵用合金钢材料，属于合金钢材料技术领域。本发明的化学元素重量份组成为：C、5~10份；Si、8~10份；Mn、10~15份；P、小于1份；S、小于1份；Cr、300~350份；Ni、15~20份；W、2~3份；Cu、1~2份；Fe、450~500份。采用本发明的泵用合金钢材料，可以实现泵体耐腐蚀性强的目的，而且，用冻干技术生产的钨粉的使用，还提高了渣浆泵的耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及合金钢材料技术领域，更具体地说，涉及一种泵用合金钢材料。
背景技术
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。
在渣浆泵行业内，过流部件使用最多的耐磨材料是Cr15Mo3和Cr26系列。Cr15Mo3系列适用于绝大部分磨损工况条件，因为Cr大部分都形成了碳化物颗粒，所以不耐腐蚀；Cr26材料可以应对大部分腐蚀不强的工况条件，但是对于特别恶劣的工况，尤其是介质PH值＜2的高腐蚀性介质中，产品的使用寿命降低50%-80%，不能满足设计要求。
中国专利申请号：201310564445.8，公开日2014.03.26的专利文献公开了一种泵用超耐磨高硬度合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.2-2.4、硅0.3-0.4、锰 1.7-1.9、铬 3.4-3.6、钨5.7-6.2、钒 0.7-0.9、钼 2.1-2.3、钴 0.5-0.7、钛0.2-0.3、镁 1.3-1.5、铝 0.6-0.8、硼 0.5-0.7、铌0.04-0.06、钆 0.1-0.15、S≤0.04、P≤0.04、余量为铁。该发明在高碳钢的基础上添加钨、硼等元素，提高了合金的硬度和耐磨性能，通过使用钒、铌等元素，增加了合金的热强性能、韧性；该发明精炼剂使铸件中的气孔度降低 1-2 度，氧化夹杂物在2级左右。该发明合金钢适用于泵的叶轮、输送管道、阀门等部件。该发明的合金钢材料在应用于渣浆泵中时，耐腐蚀性不够。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术渣浆泵用钢合金材料耐腐蚀性较差的问题，提供了一种泵用合金钢材料。采用本发明的泵用合金钢材料，可以实现泵体耐腐蚀性强的目的，而且，用冻干技术生产的钨粉的使用，还提高了渣浆泵的耐磨性。
2.技术方案
钢合金中，为了提高合金的硬度和耐磨性，加入钨元素是经常采用的技术手段，但是钨金属由于难于提炼，价格相当昂贵，所以有“钨金”的说法，发明人为了提高金属钨的使用效能，运用了真空冷冻干燥技术生产钨粉，所生产的钨粉的纯度和细度均高于一般的提炼方法，而且，经测试，加入本发明的方法制得的钨粉制得的钨钢，其硬度更高，耐磨性也相应得到提高，因此，为了降低生产成本，加入本方法制得的钨粉时，可以少量添加也能达到原来的效果。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种泵用合金钢材料，其化学元素重量份组成如下：
C 5~10份；
Si 8~10份；
Mn 10~15份；
P 小于1份；
S 小于1份；
Cr 300~350份；
Ni 15~20份；
W 2~3份；
Cu 1~2份；
Fe 450~500份。
更进一步地，所述的W元素用超细钨粉加入。
更进一步地，所述的超细钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-45~-50℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行100目的粉碎；
步骤五：在250~500℃下用氢气还原4~6小时成亚微米的钨粉。
更进一步地，其化学元素重量份组成如下：
C 5份；
Si 8份；
Mn 15份；
P 小于1份；
S 小于1份；
Cr 350份；
Ni 15份；
W 3份；
Cu 2份；
Fe 500份。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
（1）本发明的一种泵用合金钢材料，铬含量为35%，基体中可以避免M7Cr3型碳化物的产生，所以在材料中形成的碳化物应为M23C6型碳化物，较之BTMCr26（GB/T8263-2010《抗磨白口铸铁件》）的M7C3型碳化物极大地提高了材料的耐腐蚀性能，通过调整Cr/C比，使得基体中固溶了大量的Cr元素，从而大幅度提升材料基体的耐腐蚀性能；
（2）本发明的一种泵用合金钢材料，用真空冷冻干燥方法生产的亚微米的钨粉，在同类合金钢材料中添加时，只要加入原配方的一半的钨粉，也能达到原来的设计要求，生产成本大大降低。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种泵用合金钢材料，其化学元素重量份组成为：C、10份；Si、9份；Mn、10份；P、小于1份；S、小于1份；Cr、300份；Ni、20份；W、2份；Cu、1份；Fe、450份，其中，所述的钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-50℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行100目的粉碎；
步骤五：在500℃下用氢气还原4小时成亚微米的钨粉。
本实施例的一种泵用合金钢材料制作的合金钢，经检测：材料退火态硬度为39HRC，在具体应用至渣浆泵中后，同等条件下，渣浆泵的使用寿命提高50%以上。
实施例2
本实施例的一种泵用合金钢材料，其化学元素重量份组成为：C、5份；Si、8份；Mn、15份；P、小于1份；S、小于1份；Cr、350份；Ni、15份；W、3份；Cu、2份；Fe、500份，其中，所述的钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-45℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行100目的粉碎；
步骤五：在250℃下用氢气还原6小时成亚微米的钨粉。
本实施例的一种泵用合金钢材料制作的合金钢，经检测：材料退火态硬度为50HRC，在具体应用至渣浆泵中后，同等条件下，渣浆泵的使用寿命提高100%。
实施例3
本实施例的一种泵用合金钢材料，其化学元素重量份组成为：C、7份；Si、9份；Mn、13份；P、小于1份；S、小于1份；Cr、330份；Ni、17份；W、3份；Cu、2份；Fe、480份，其中，所述的钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-48℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行100目的粉碎；
步骤五：在250℃下用氢气还原5.5小时成亚微米的钨粉。
本实施例的一种泵用合金钢材料制作的合金钢，经检测：材料退火态硬度为45HRC，在具体应用至渣浆泵中后，同等条件下，渣浆泵的使用寿命提高80%。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，实际的技术方案并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的实施方式，均应属于本专利的保护范围。
Claims (2)
1.一种泵用合金钢材料，其特征在于：其化学元素重量份组成如下：
C 5~10份；
Si 8~10份；
Mn 10~15份；
P 小于1份；
S 小于1份；
Cr 300~350份；
Ni 15~20份；
W 2~3份；
Cu 1~2份；
Fe 450~500份；
所述的W元素用超细钨粉加入；所述的Cr 和C 形成的碳化物为M23C6型碳化物；
所述的超细钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-45~-50℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行100目的粉碎；
步骤五：在250~500℃下用氢气还原4~6小时成亚微米的钨粉。
2.根据权利要求1所述的一种泵用合金钢材料，其特征在于：其化学元素重量份组成如下：
C 5份；
Si 8份；
Mn 15份；
P 小于1份；
S 小于1份；
Cr 350份；
Ni 15份；
W 3份；
Cu 2份；
Fe 500份。
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