CN105441833A - 一种泵轴及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种泵轴及其制备方法,属于合金材料技术领域。所述的泵轴由三维编织碳纤维合金钢复合材料制成,所述三维编织碳纤维合金钢复合材料由体积百分比含量分别为2-15%的三维编织碳纤维和85-98%的合金钢组成,所述的合金钢由以下成分(以质量百分比计)组成:C:0.15-0.20%,Si:0.30-0.40%,Mn:0.44-0.50%,Cr:12.2-13.2%,Ti:0.03-0.1%,V:0.08-0.15%,Ce:0.10-0.25%,Y:0.01-0.025%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素。本发明泵轴由三维编织碳纤维合金钢复合材料制成,同时具有碳纤维及合金钢两种材料的优点,通过两者的配比,以及合理配置合金钢的组成成分及其含量,大幅度提高了泵轴的力学性能,尤其是提高了泵轴的热疲劳抗性、拉伸强度、弯曲强度、耐热性等。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵轴及其制备方法,属于合金材料技术领域。
背景技术
泵阀工作的环境多样,恶劣,对材质的要求很高,目前泵阀中的泵轴所用的合金钢有多种多样,主要以40Cr、20CrMnTi等基础合金,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,延长泵轴的使用寿命。
发明内容
本发明目的是为了提供一种机械性能较好、耐磨损、使用寿命久的泵轴。
本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现:一种泵轴,所述的泵轴由三维编织碳纤维合金钢复合材料制成,所述三维编织碳纤维合金钢复合材料由体积百分比含量分别为2-15%的三维编织碳纤维和85-98%的合金钢组成,所述的合金钢由以下成分(以质量百分比计)组成:C:0.15-0.20%,Si:0.30-0.40%,Mn:0.44-0.50%,Cr:12.2-13.2%,Ti:0.03-0.1%,V:0.08-0.15%,Ce:0.10-0.25%,Y:0.01-0.025%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
因碳纤维具有较高的强度、韧性、抗冲击性、耐疲劳性和较好的热点性能,抗拉强度和拉伸弹性模量远远超过了锡磷青铜合金,碳纤维的加入大幅度提高复合材料的力学性能,尤其是提高了复合材料承受外力作用的能力,大幅度提高了复合材料的拉伸强度、弯曲强度、耐热性等。将三维编织碳纤维与合金钢制成复合材料,使复合材料具有优异的整体受力性能,使用该复合材料制成的泵轴,可以进一步提高泵轴的机械性能和力学性能等,使用时不易发生变形损坏。同时,碳纤维的低热膨胀性可使泵轴表层金属受热程度降低,从而减小泵轴的热疲劳倾向性,延长泵轴的使用寿命。另外,碳纤维密度小,减轻了泵轴的重量,使用更加方便、便捷,且碳纤维的抗化学腐蚀性增强了复合材料的耐用性。
在复合材料中若三维编织碳纤维在复合材料中含量过少,起不到较好的增强作用,但若含量过多,外观变差,表面浮纤较严重,综合性能难以得到有效提高,因此本发明泵轴的材料以合金钢为主体,添加2-15%的三维编织碳纤维形成综合性能较好的三维编织碳纤维合金钢复合材料,并用来制成本发明的泵轴,进而提高泵轴的综合性能,尤其是提高泵轴的热疲劳抗性,进而提高泵轴的工作效率和使用寿命。
本发明使用的合金钢中C含量为0.15-0.20%,是一种低碳钢,塑性和韧性较好,淬透性较高,经热处理后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部,所以具有较高的低温冲击韧性良好的加工性,且加工变形微小,抗疲劳性能相当好。在本发明泵轴使用的合金钢中,若碳含量过高,会导致钢的心部的韧性下降,所以本发明将C含量为0.15-0.20%,从而保证钢的心部有足够的塑性和韧性。
由于低碳钢的强度和硬度会相对较低,本发明适当增加了Mn的含量,以提高钢的强度和硬度。同时,本发明的钢中还同时含有Ti、V两种微量元素,与Mn元素起协同作用,共同提高钢的强度和硬度。因为,Ti、V三种微量元素不仅可以细化晶粒,还可以得到更高体积分数的弥散分布析出颗粒,因此,可以同时起到细晶强化和弥散强化的作用。此外,Mn元素与还与钢中含有的Cr起协同作用,提高钢的淬透性,从而使钢经渗碳淬火后提高钢的心部的强度和韧性。
晶界面是位错运动的障碍,因而晶粒越细小,晶界越多,位错被阻滞的地方就越多,多晶体的强度就越高。且细化的晶粒在提高多晶体强度的同时,也使其塑性与韧性得以提高。因为晶粒越细,单位体积内晶粒越多,形变时同样的形变量可分散到更多的晶粒中,产生较均匀的形变而不会造成局部应力过度集中,引起裂纹的过早萌生与扩展,所以本发明合金钢中添加的适量元素V和Ti,起细化晶粒的作用,改善泵轴的力学性能改善。添加V和Ti后的合金钢在腐蚀介质中其晶界贫铬区形成倾向大为减小,V和Ti也使碳的扩散速度减慢,延缓了碳化物的析出和长大,从而使合金钢的应力腐蚀敏感性减小。合金钢的位错密度大,且在马氏体板条内析出较多更为细小的析出相,因此大大提高了本发明合金钢的抗蠕变性能。
另外,由于本发明的钢在后续需要进行热处理,而热处理后钢的组织粗化,力学性能也会随之下降。因此,针对此问题,本发明钢中添加有稀土元素Ce和Y,因为,经实验表明,钢在长时间加热热处理过程中,加稀土元素具有阻止晶粒长大和提高力学性能的作用,且效果非常显著,钢的弯曲强度,断裂韧性较高。而且,在钢中添加稀土元素,还可以提高钢的耐磨性,降低磨损量。
其中,加入稀土元素Ce以后,可以细化晶粒、减少碳化物的偏聚和析出,这主要是由于Ce在钢中形成较高熔点的化合物,在钢液凝固过程中析出,呈细小的质点分布在钢液中,促进非均质形核,因而可细化钢的凝固组织,减少偏析。同时,稀土Ce会阻碍热处理时奥氏体晶粒的长大,从而细化最终的组织。但是若加入Ce的量超过0.28%易使合金组织中出现大量的铁素体组织,影响其性能。未加稀土Ce时,析出相主要为Cr-Fe化合物,加入稀土Ce后,析出相主要为Cr-Fe及Ce-Fe化合物,稀土Ce在本发明的合金钢中主要以化合物的形式存在。
稀土元素Y对合金钢组织影响主要表现为细化晶粒,改变碳化物形态,减少碳化物偏聚。
作为优选,所述的合金钢由以下成分(以质量百分比计)组成:C:0.16-0.18%,Si:0.32-0.38%,Mn:0.45-0.48%,Cr:12.5-13.0%,Ti:0.05-0.08%,V:0.10-0.14%,Ce:0.12-0.22%,Y:0.012-0.022%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
在上述泵轴中,所述三维编织碳纤维为碳纤维通过三维五向混编而成,编织角为20-35度。碳纤维具有优良的可编织性,编织角为20-35度的预制件的稳定性好,制成的复合材料整体性能较优良。
作为优选,所述碳纤维的表面涂覆有一层SiC涂层,SiC涂层的厚度为0.5-1.0μm。由于碳纤维和合金钢的模量相差很大,在复合材料的制备过程中,液体金属对碳纤维的润湿性很差,碳纤维与合金钢的界面是以机械结合为主的物理结合,界面既无扩散也无化学反应。这种界面结合较弱,其横向剪切强度较小,限制了材料强度的提高。而SiC在与合金钢熔成的金属液接触时,在碳纤维表面与合金钢中的还原性金属发生反应生成Si,Si与合金钢中Fe的浸润性大大优于Fe与碳纤维的浸润性,因此本发明在碳纤维的表面涂覆有一层SiC涂层以增加二者的浸润性,提高了液体金属对碳纤维的浸润和界面的稳定性。
作为优选,采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC,当希望涂层表面粗糙,增加与基体的润湿性和结合力时,可选用直流溅射。物理溅射法的原理为真空室内带有一定能量的Ar+粒子轰击阴极靶材-SiC板,从SiC板上轰击出SiC分子,溅射出的带有高能量的SiC分子沉积在碳纤维上,形成SiC涂层。一般通过化学气相沉积得到的SiC涂层会影响纤维的强度及拉伸性能,但本发明碳纤维通过物理溅射法后形成厚度为0.5-1.0μm的SiC涂层,不但未降低纤维的强度及拉伸性能,反而可以提高碳纤维的拉伸性能,其原因在于SiC涂层改善了碳纤维表面的状态,弥补了在制备过程中造成的表面缺陷,从而提高了复合丝的强度,避免了许多化学气相沉积的不足:如涂覆过程中各种离子对碳纤维的化学侵蚀,少量游离碳或硅的沉积破坏了SiC沉积的堆积结构,以及涂覆温度高,造成碳纤维的老化和高的残余应力等总之,物理溅射法涂覆SiC于碳纤维表面是一种低成本、效果好的涂覆方法。
本发明还公开了上述泵轴的制备方法,所述的制备方法包括如下步骤:
称取如下质量百分比的原料C:0.15-0.20%,Si:0.30-0.40%,Mn:0.44-0.50%,Cr:12.2-13.2%,Ti:0.03-0.1%,V:0.08-0.15%,Ce:0.10-0.25%,Y:0.01-0.025%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至920-1020℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温8-15min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有SiC涂层的碳纤维通过三维五向混编制成三维编织碳纤维,将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先保压,再经热处理,得三维编织碳纤维合金钢复合材料;
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1080-1120℃,保温1-2h,终锻温度为940-960℃,锻后空冷,得泵轴成品。
首先,常温下,Ce易被氧化而失去光泽,在20℃以上时,易与氧气和氯气迅速反应,在一定温度下,Ce还可与惰性气体以外的其它非金属反应形成二元化合物。由于铈在熔炼时容易被氧化并且易与钢中的杂质元素发生反应,因而很难控制其残留量,收得率极低。本发明复合材料中的合金钢中采用Fe-Ce中间合金的方法加入,不但可以使得Ce在该合金钢中有较高的收得率,而且加入中间合金的方法操作简单、易于实现,加入Fe-Ce中间合金后还需要保温8-15min继续冶炼,使含有稀土Ce的中间合金既与处于熔化状态的合金钢混合均匀,达到组织均匀,同时又应注意防止冶炼时间过长,导致稀土Ce的流失。
其次,由于三维编织碳纤维的柔软性,很难形成稳固的支架,因此在浇入金属液时,需要先将三维编织碳纤维固定在模具中,然后再浇入金属液,浇入的速度应不缓不急,使金属液充分填充到碳纤维骨架中,再通过对复合材料进行保压及热处理,进一步提高复合材料的综合性能,尤其是提高复合材料的强度和热疲劳抗性。
作为优选,所述的保压压力为0.12-0.16MPa,保压时间为15-25min。由于保压压力的增加,增压速度也是增加的,增压速度的增大,有利于复合材料凝固部位的及时补缩,进一步提高复合材料的质量。
作为优选,所述的热处理为先在550-580℃下保温2-3h,然后在620-650℃下保温1-2h。本发明通过两梯度的热处理,先提升复合材料的性能,通过后一梯度的热处理再进行巩固,使性能更稳定。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明泵轴由三维编织碳纤维合金钢复合材料制成,同时具有碳纤维及合金钢两种材料的优点,通过两者的配比,大幅度提高了复合材料的强度和耐磨性,尤其是提高了复合材料的热疲劳抗性、拉伸强度、弯曲强度、耐热性等。
2、本发明制备泵轴复合材料中合金钢的组成成分及其质量百分比配伍合理,通过添加Ti、V、Ce,并进一步优选其他组成成份的含量,使其产生协同作用,进一步提高了泵轴的强度、硬度、韧性、耐腐蚀性和耐磨性,使本发明泵轴机械性能较好,大大延长了使用寿命。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
称取如下质量百分比的原料C:0.17%,Si:0.35%,Mn:0.46%,Cr:12.8%,Ti:0.06%,V:0.12%,Ce:0.18%,Y:0.016%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至980℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温10min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有0.5-1.0μmSiC涂层的碳纤维(采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC)通过三维五向混编制成三维编织碳纤维(编织角为20-35度),将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先在0.14MPa保压20min,然后先在560℃下保温2.5h,再于630℃下保温1.5h,得三维编织碳纤维合金钢复合材料(复合材料中三维编织碳纤维和合金钢的体积含量分别为10%和90%);
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1100℃,保温1.5h,终锻温度为950℃,锻后空冷,得泵轴成品。
实施例2
称取如下质量百分比的原料C:0.16%,Si:0.38%,Mn:0.45%,Cr:13.0%,Ti:0.05%,V:0.14%,Ce:0.12%,Y:0.022%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至950℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温12min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有0.5-1.0μmSiC涂层的碳纤维(采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC)通过三维五向混编制成三维编织碳纤维(编织角为20-35度),将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先在0.15MPa保压22min,然后先在570℃下保温2h,再于640℃下保温1h,得三维编织碳纤维合金钢复合材料(复合材料中三维编织碳纤维和合金钢的体积含量分别为8%和92%);
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1090℃,保温2h,终锻温度为945℃,锻后空冷,得泵轴成品。
实施例3
称取如下质量百分比的原料C:0.18%,Si:0.32%,Mn:0.48%,Cr:12.5%,Ti:0.08%,V:0.10%,Ce:0.22%,Y:0.012%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至1000℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温9min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有0.5-1.0μmSiC涂层的碳纤维(采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC)通过三维五向混编制成三维编织碳纤维(编织角为20-35度),将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先在0.13MPa保压18min,然后先在555℃下保温3h,再于630℃下保温2h,得三维编织碳纤维合金钢复合材料(复合材料中三维编织碳纤维和合金钢的体积含量分别为5%和95%);
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1110℃,保温1h,终锻温度为955℃,锻后空冷,得泵轴成品。
实施例4
称取如下质量百分比的原料C:0.15%,Si:0.40%,Mn:0.44%,Cr:13.2%,Ti:0.03%,V:0.15%,Ce:0.10%,Y:0.025%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至920℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温15min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有0.5-1.0μmSiC涂层的碳纤维(采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC)通过三维五向混编制成三维编织碳纤维(编织角为20-35度),将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先在0.12MPa保压25min,然后先在550℃下保温3h,再于620℃下保温2h,得三维编织碳纤维合金钢复合材料(复合材料中三维编织碳纤维和合金钢的体积含量分别为2%和98%);
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1080℃,保温2h,终锻温度为940℃,锻后空冷,得泵轴成品。
实施例5
称取如下质量百分比的原料C:0.20%,Si:0.30%,Mn:0.50%,Cr:12.2%,Ti:0.1%,V:0.08%,Ce:0.25%,Y:0.01%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至1020℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温8min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有0.5-1.0μmSiC涂层的碳纤维(采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC)通过三维五向混编制成三维编织碳纤维(编织角为20-35度),将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先在0.16MPa保压15min,然后先在580℃下保温2h,再于650℃下保温1h,得三维编织碳纤维合金钢复合材料(复合材料中三维编织碳纤维和合金钢的体积含量分别为15%和85%);
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1120℃,保温1h,终锻温度为960℃,锻后空冷,得泵轴成品。
对比例1
对比例1的泵轴为普通市售的泵轴。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅在于,对比例2使用实施例1所述的合金钢,通过现有技术中普通方法制得泵轴。
将上述实施例1-5和对比例1-2制成的泵轴进行力学性能测试,测试结果如表2所示。
表2:实施例1-5和对比例1-2泵轴性能测试结果
综上所述,本发明泵轴由三维编织碳纤维合金钢复合材料制成,同时具有碳纤维及合金钢两种材料的优点,通过两者的配比,以及合理配置合金钢的组成及其含量,大幅度提高了泵轴的力学性能,尤其是提高了泵轴的热疲劳抗性、拉伸强度、弯曲强度、耐热性等。
将本发明实施例和对比例制备得到的泵轴进行耐磨性和耐腐蚀性测试。
耐磨性测试采用磨耗试验机试验。经统计,在相同条件下,对比例制备得到的泵轴的磨耗量始终要高于实施例制备得到的泵轴的磨耗。且随着磨耗试验次数的增加,对比例泵轴和实施例泵轴的磨耗量的差值呈扩大走势。本发明的磨耗试验对泵轴摩擦从100次增加到3000次,对比例与实施例的磨耗量平均差值从1.22g扩大到12.5g。
耐腐蚀性测试采用湿热试验和盐雾腐蚀试验。经统计:在相同湿热试验条件下,本发明实施例制备得到的泵轴在1060h后均未出现腐蚀现象,而对比例制备得到的泵轴在1060h后均出现腐蚀现象,腐蚀时间最早的出现在860h。在相同盐雾试验条件下,本发明实施例制备得到的泵轴在60h后均未出现腐蚀现象,而对比例制备得到的泵轴在60h后均出现腐蚀现象,腐蚀时间最早的出现在42h。
由此可知,本发明的泵轴在耐磨性和耐腐蚀性方面也要优于采用普通钢材或者采用现有制备方法制备而成的泵轴的性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (8)
1.一种泵轴,其特征在于,所述的泵轴由三维编织碳纤维合金钢复合材料制成,所述三维编织碳纤维合金钢复合材料由体积百分比含量分别为2-15%的三维编织碳纤维和85-98%的合金钢组成,所述的合金钢由以下成分(以质量百分比计)组成:C:0.15-0.20%,Si:0.30-0.40%,Mn:0.44-0.50%,Cr:12.2-13.2%,Ti:0.03-0.1%,V:0.08-0.15%,Ce:0.10-0.25%,Y:0.01-0.025%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种泵轴,其特征在于,所述的合金钢由以下成分(以质量百分比计)组成:C:0.16-0.18%,Si:0.32-0.38%,Mn:0.45-0.48%,Cr:12.5-13.0%,Ti:0.05-0.08%,V:0.10-0.14%,Ce:0.12-0.22%,Y:0.012-0.022%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种泵轴,其特征在于,所述三维编织碳纤维为碳纤维通过三维五向混编而成,编织角为20-35度。
4.根据权利要求3所述的一种泵轴,其特征在于,所述碳纤维的表面涂覆有一层SiC涂层,SiC涂层的厚度为0.5-1.0μm。
5.根据权利要求4所述的一种泵轴,其特征在于,采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC。
6.一种泵轴的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括如下步骤:
称取如下质量百分比的原料C:0.15-0.20%,Si:0.30-0.40%,Mn:0.44-0.50%,Cr:12.2-13.2%,Ti:0.03-0.1%,V:0.08-0.15%,Ce:0.10-0.25%,Y:0.01-0.025%,P≤0.03%,S≤0.03%,余量为Fe以及不可避免的杂质元素,其中以纯铁、纯碳、纯铬、纯锰、纯硅、纯钇、含钛量为20-60%的钛铁或纯钛粉加入,含钒量为40%的钒铁加入,含Ce10-30%的Fe-Ce中间合金加入;
将除Fe-Ce中间合金以外的原料加入真空中频感应炉中,加热至920-1020℃至原料完全熔化,然后加入Fe-Ce中间合金,保温8-15min,得均匀的金属液;
将表面涂覆有SiC涂层的碳纤维通过三维五向混编制成三维编织碳纤维,将三维编织碳纤维固定在模具并浇入金属液,得三维编织碳纤维合金钢复合材料半成品;将半成品先保压,再经热处理,得三维编织碳纤维合金钢复合材料;
将三维编织碳纤维合金钢复合材料锻造成型,锻造加热温度为1080-1120℃,保温1-2h,终锻温度为940-960℃,锻后空冷,得泵轴成品。
7.根据权利要求6所述的一种泵轴的制备方法,其特征在于,所述的保压压力为0.12-0.16MPa,保压时间为15-25min。
8.根据权利要求6所述的一种泵轴的制备方法,其特征在于,所述的热处理为先在550-580℃下保温2-3h,然后在620-650℃下保温1-2h。
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