CN105671425B - 一种耐高温合金环件密封圈的制备方法 - Google Patents

一种耐高温合金环件密封圈的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐高温合金环件密封圈的制备方法，原料及各组分含量为：C 0.21‑0.28％、Si 0.31‑0.43％、Mn 0.09‑0.13％、V 0.21‑0.25％、Ni 0.34‑0.42％、Mo 0.09‑0.17％、Cr 0.11‑0.15％、Al 0.11‑0.13％、P 0.07‑0.09％、S 0.03‑0.04％、W 0.07‑0.11％、Ti 0.06‑0.09％、稀土0.04‑0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素。再通过熔炼、加料、成坯、喷砂、热处理、硬化、精加工处理，大大增强了其在高温环境下的耐腐蚀性以及结构强度，密封性良好，且生产加工方法可进一步推广应用。

Description

一种耐高温合金环件密封圈的制备方法
技术领域
本发明涉及合金钢密封圈领域，具体涉及一种耐高温合金环件密封圈的制备方法。
背景技术
随着现在工业化的发展，使得对于工业的生产加工要求也越来越高，特别是在工业上生产加工时，往往需要对各个部件的管道进行相互之间的拆卸与连接，但是在进行连接时，需要用密封圈来对管道的接口部位进行密封设置，对于现在的密封圈装置，大多数采用的均是橡胶材质，虽然能够提供一定的密封作用，但是橡胶材质的密封圈在长时间的使用加工过程中，会产生严重的老化、腐蚀现象，且严重的还会导致管道的接口部位有泄露问题，更换不易，影响生产，且橡胶的密封圈结构还会导致管道内的液体在进行流动时，出现沉积状况，且使得工业生产加工时，出现安全隐患。
在一些高温管道中，添加的密封圈，会受到高温的影响，使得在进行高温操作时候，会导致在进行的橡胶密封圈的变形，无法满足管道的机械密封长寿的使用要求，对于现在出现的一些常用的合金环状密封圈结构，特别是在高温环境下，也会导致合金的环件的变形影响其使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温合金环件密封圈的制备方法，提高了其在高温环境下的耐腐蚀性以及结构强度，且生产加工方法可进一步推广应用。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种耐高温合金环件密封圈，原料及各组分含量为：C 0.21-0.28％、Si 0.31-0.43％、Mn 0.09-0.13％、V 0.21-0.25％、Ni 0.34-0.42％、Mo 0.09-0.17％、Cr 0.11-0.15％、Al 0.11-0.13％、P 0.07-0.09％、S 0.03-0.04％、W 0.07-0.11％、Ti 0.06-0.09％、稀土0.04-0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
优选地，原料及各组分含量为：C 0.23-0.25％、Si 0.34-0.39％、Mn 0.11-0.13％、V 0.22-0.24％、Ni 0.37-0.41％、Mo 0.1-0.15％、Cr0.13-0.15％、Al 0.11-0.13％、P 0.08-0.09％、S 0.03-0.04％、W 0.08-0.1％、Ti 0.07-0.09％、稀土0.04-0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
优选地，原料及各组分含量为：C 0.24％、Si 0.34％、Mn 0.12％、V 0.23％、Ni0.39％、Mo 0.11％、Cr 0.14％、Al 0.12％、P 0.09％、S 0.04％、W 0.09％、Ti 0.07％、稀土0.04％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
一种耐高温合金环件密封圈的制备方法，操作步骤如下：
1)熔炼：将废铁投入电炉中，进行预炼成铁水，并向铁水中添加电石粉；
2)加料：向铁水中再添加含有原料中各元素的合金铁，并向铁水进行吹氮处理；
3)成坯：将吹氮处理后得铁水连铸成直径为150-500mm，厚度为5-20mm的环形坯料；
4)喷砂：将成型的坯料进行喷砂处理；
5)热处理：A)将步骤4)处理后的坯料在900-950℃保温30-40min，然后迅速降温到180-210℃；B)将步骤A)处理后得到的坯料在720-730℃温度下保温5-6h，然后将温度以2℃/min速率慢降至600-630℃，再保温7-8h；
6)精加工：将步骤5)的坯料表面进行机械化精细打磨，以满足生产需要。
优选地，所述的步骤3)中成坯操作浇铸过程中进行氮气保护。
优选地，所述的步骤3)中成坯操作控制温度为870-900℃。
优选地，所述的步骤5)中A)步骤的热处理工艺重复操作2次。
优选地，步骤5)后，还包括将合金环件密封圈产品进行超声波内部锻造检验和机械性能的测定分析，合格后方可出品。
本发明提供了一种耐高温合金环件密封圈及其制备方法，原料中添加的Cr元素能够有效改善合金环件密封圈的结构强度，且还能提高合金的淬透性，达到二次硬化的作用，使得合金的强度进一步提升，同时按照本发明所提供的配比，使得合金具有在高温环境下具有良好的抗氧化性和耐氧化腐蚀作用；Mo和W的作用进一步提高合金在煅炼过程中的淬透性和热强性，还具有防止回火脆性，影响其结构强度；Ti和合金中的氮、氧、碳具有极强的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂，能有效固定氮、碳，提高在高温环境下的结构强度，Ni、V、Mo元素能够有效的提升合金环件密封圈的韧性。
再通过熔炼、加料、成坯、喷砂、热处理、硬化、精加工处理，大大改善了制备工艺，使得合金环件密封圈可进行规模化的生产加工，其在高温环境下的耐腐蚀性以及结构强度，且生产加工方法可进一步推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐高温合金环件密封圈，原料及各组分含量为：C0.24％、Si0.34％、Mn0.12％、V0.23％、Ni0.39％、Mo0.11％、Cr0.14％、Al0.12％、P0.09％、S0.04％、W0.09％、Ti0.07％、稀土0.04％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
实施例2：
一种耐高温合金环件密封圈，原料及各组分含量为：C0.25％、Si0.31％、Mn0.11％、V0.21％、Ni0.37％、Mo0.17％、Cr0.11％、Al0.11％、P0.08％、S0.04％、W0.11％、Ti0.06％、稀土0.04％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
实施例3：
一种耐高温合金环件密封圈，原料及各组分含量为：C0.21％、Si0.32％、Mn0.11％、V0.22％、Ni0.42％、Mo0.15％、Cr0.12％、Al0.13％、P0.08％、S0.03％、W0.1％、Ti0.08％、稀土0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
实施例4：
一种耐高温合金环件密封圈，原料及各组分含量为：C0.28％、Si0.34％、Mn0.10％、V0.24％、Ni0.41％、Mo0.09％、Cr0.13％、Al0.11％、P0.09％、S0.03％、W0.07％、Ti0.09％、稀土0.04％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
实施例5：
一种耐高温合金环件密封圈，原料及各组分含量为：C0.23％、Si0.33％、Mn0.09％、V0.25％、Ni0.34％、Mo0.1％、Cr0.15％、Al0.12％、P0.07％、S0.04％、W0.08％、Ti0.07％、稀土0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
一种耐高温合金环件密封圈的制备方法，操作步骤如下：
1)熔炼：将废铁投入电炉中，进行预炼成铁水，并向铁水中添加电石粉；
2)加料：向铁水中再添加含有原料中各元素的合金铁，并向铁水进行吹氮处理；
3)成坯：将吹氮处理后得铁水连铸成直径为150-500mm，厚度为5-20mm的环形坯料；
4)喷砂：将成型的坯料进行喷砂处理；
5)热处理：A)将步骤4)处理后的坯料在900-950℃保温30-40min，然后迅速降温到180-210℃；B)将步骤A)处理后得到的坯料在720-730℃温度下保温5-6h，然后将温度以2℃/min速率慢降至600-630℃，再保温7-8h；
6)精加工：将步骤5)的坯料表面进行机械化精细打磨，以满足生产需要，即可。
步骤3)中成坯操作浇铸过程中进行氮气保护，并控制温度为870-900℃；步骤5)中A)步骤的热处理工艺重复操作2次，增加热处理工艺步骤，提高煅造合金的内部结构强度，步骤5)后，还包括将合金环件密封圈产品进行超声波内部锻造检验和机械性能的测定分析，合格后方可出品，减少了次品率，同时也提高了整体的生产效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，原料及各组分含量为：C0.21-0.28％、Si 0.31-0.43％、Mn 0.09-0.13％、V 0.21-0.25％、Ni 0.34-0.42％、Mo0.09-0.17％、Cr 0.11-0.15％、Al 0.11-0.13％、P 0.07-0.09％、S 0.03-0.04％、W 0.07-0.11％、Ti 0.06-0.09％、稀土0.04-0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素；
所述密封圈的制备方法如下：
1)熔炼：将废铁投入电炉中，进行预炼成铁水，并向铁水中添加电石粉；
2)加料：向铁水中再添加含有原料中各元素的合金铁，并向铁水进行吹氮处理；
3)成坯：将吹氮处理后得铁水连铸成直径为150-500mm，厚度为5-20mm的环形坯料；
4)喷砂：将成型的坯料进行喷砂处理；
5)热处理：A)将步骤4)处理后的坯料在900-950℃保温30-40min，然后迅速降温到180-210℃；B)将步骤A)处理后得到的坯料在720-730℃温度下保温5-6h，然后将温度以2℃/min速率慢降至600-630℃，再保温7-8h；
6)精加工：将步骤5)的坯料表面进行机械化精细打磨，以满足生产需要，即可。
2.如权利要求1所述的耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，原料及各组分含量为：C 0.23-0.25％、Si 0.34-0.39％、Mn 0.11-0.13％、V 0.22-0.24％、Ni 0.37-0.41％、Mo 0.1-0.15％、Cr 0.13-0.15％、Al 0.11-0.13％、P 0.08-0.09％、S 0.03-0.04％、W 0.08-0.1％、Ti 0.07-0.09％、稀土0.04-0.05％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
3.如权利要求2所述的耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，原料及各组分含量为：C 0.24％、Si 0.34％、Mn 0.12％、V 0.23％、Ni 0.39％、Mo0.11％、Cr0.14％、Al0.12％、P0.09％、S0.04％、W 0.09％、Ti 0.07％、稀土0.04％，余料为Fe和不可规避的微量元素。
4.如权利要求1所述的耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)中成坯操作浇铸过程中进行氮气保护。
5.如权利要求1所述的耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)中成坯操作控制温度为870-900℃。
6.如权利要求1所述的耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，所述的步骤5)中A)步骤的热处理工艺重复操作2次。
7.如权利要求1所述的耐高温合金环件密封圈的制备方法，其特征在于，步骤5)后，还包括将合金环件密封圈产品进行超声波内部锻造检验和机械性能的测定分析，合格后方可出品。
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Denomination of invention: Preparation method for high-temperature resistant alloy ring component seal ring

Effective date of registration: 20180824

Granted publication date: 20170711

Pledgee: China Postal Savings Bank Limited by Share Ltd. and county sub branch

Pledgor: ANHUI TONGSHENG RING CO.,LTD.

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Patentee after: Anhui Tongsheng Heavy Equipment Co.,Ltd.

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Patentee before: ANHUI TONGSHENG RING CO.,LTD.