CN106591823A - 一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺 - Google Patents

一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，表面镀有一层耐磨金属涂层，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21‑0.23%，Mg：0.13‑0.17%，Cu：0.62‑0.65%，W：0.45‑0.48%，Ti：0.55‑0.58%，Cr：5.32‑5.35%，Ni：0.37‑0.39%，Mo：0.42‑0.45%，Co：0.23‑0.25%，Ca：3.42‑3.45%，稀土：11‑13%，其余为Fe和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2‑5.5%，Ce：7.6‑7.8%，Pm：5.2‑5.6%，Nd：5.5‑5.8%，Eu：3.1‑3.3%，Sm：5.5‑5.8%，余量为Gd；其工艺步骤为：钢坯下料‑锻造‑锻尺寸与表面检查‑热处理‑机械粗加工‑外层涂覆。

Description

一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺
技术领域
本发明涉及一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺。
背景技术
由于F316/316L材料的化学成分与F316L一致，而强度与F316一致，这样就既具有良好的耐晶间腐蚀性能和良好的机械性能；实际应用中，法兰作为管线的连接件，于是在低温工况条件下，F316/316L材料法兰就成为了理想的产品；但是，由于F316/316L材料兼有两种材料的特性，实际生产中不易于锻造，故F316/316L材料的法兰锻造就成为行业内的一个开发热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其表面镀有一层耐磨金属涂层，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21-0.23%，Mg：0.13-0.17%，Cu：0.62-0.65%，W：0.45-0.48%，Ti：0.55-0.58%，Cr：5.32-5.35%，Ni：0.37-0.39%，Mo：0.42-0.45%，Co：0.23-0.25%，Ca：3.42-3.45%，稀土：11-13%，其余为Fe和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2-5.5%，Ce：7.6-7.8%，Pm：5.2-5.6%，Nd：5.5-5.8%，Eu：3.1-3.3%，Sm：5.5-5.8%，余量为Gd；
其工艺步骤为：钢坯下料-锻造-锻尺寸与表面检查-热处理-机械粗加工-外层涂覆；
选用钢坯化学成分的质量百分比为：C：0.25-0.35%，Si:0.85-1.25%，Mn:1.85-2.95%，P：0.04-0.05%，Ni:11-13%，Cr:16.5-17.5%，Nb：0.15-0.20%，Cu:0.85-0.95%，N:0.08-0.11%，Mo::2.15-2.95%，Al:0.2-0.3%，S：0.025-0.035%，Ti：0.03-0.04%，V：0.02-0.03%，B：0.002-0.004%，镧系稀土：3-5%，余量为Fe；
镧系稀土的组分质量百分比为：镧：20-24%，铈：20-25%，钐：14-16%，钕：14-16%，钆：2-4%，镨：16-18%，镝：5-6%，其余镧系元素：1-3%，以上各组分之和为100%；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：
采用三段加热，第一段加热温度为700-750℃，到温后保温10-15min，第二段加热温度为850-880℃，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150℃，到温后保温15-18min；
冷却时控制冷却速度为5.5-6℃每秒，保证锻件能够在3分钟内冷却至40℃。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述的耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其特征在于：耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21%，Mg：0.13%，Cu：0.62%，W：0.45%，Ti：0.55%，Cr：5.32%，Ni：0.37%，Mo：0.42%，Co：0.23%，Ca：3.42%，稀土：11%，其余为Fe和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2%，Ce：7.6%，Pm：5.2%，Nd：5.5%，Eu：3.1%，Sm：5.5%，余量为Gd。
前述的耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其特征在于：耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.23%，Mg：0.17%，Cu：0.65%，W：0.48%，Ti：0.58%，Cr：5.35%，Ni：0.39%，Mo：0.45%，Co：0.25%，Ca：3.45%，稀土：13%，其余为Fe和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.5%，Ce：7.8%，Pm：5.6%，Nd：5.8%，Eu：3.3%，Sm：5.8%，余量为Gd。
前述的耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：
步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1200-1250℃，保温5-8小时，然后空冷至450-460℃，然后再次加热至770-790℃，保温30-45min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；
步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至喷嘴表面，厚度为0.22-0.25mm，然后加热至800-890℃，保温5-8小时，然后空冷至室温，然后再将喷嘴加热至300-350℃，将第二份稀土均匀的喷涂至喷嘴表面表面，然后加热至600-650℃，保温30-60min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至310-330℃迅速取出，然后再次加热至400-450℃，保温5-8小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至喷嘴表面表面，然后加热至680-720℃，保温15-30min，然后采用风冷，以10-15℃/min的速度冷却至280-290℃，然后空冷至室温即可；
步骤（3）：将喷嘴进行第一次热处理：将喷嘴加热到620-630℃，保温11-13h，然后用风冷以1-3℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至480-520℃，保温1-3小时，然后采用水冷，以15-18℃/min的速度冷却至220-250℃，然后保温5-8小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。
本发明的有益效果是：锻造后的热处理对F316/316L材料至关重要，是开发F316/316L材料锻件的关键因素，本发明中热处理采用固溶处理，控制加热稳固与冷却速度，使得锻造出的锻件能够适应在-196℃，同时又有晶间腐蚀的工况条件下使用，同时兼具优异的机械性能；
耐磨金属涂层中加入了Cu元素能增加耐磨金属涂层表面的强度和抗氧化性能，提高使用寿命；加入Mg元素能改善其焊接性能，增加其抗腐蚀性能和强度；加入Cr、Ni元素形成镍铬合金涂层，增加喷嘴表面的抗腐蚀作用，并且耐摩擦性能和耐高温性能显著提高，增加其使用寿命，并且还加入了稀土元素，稀土通过三次加入，层层叠加，能促进稀土元素与金属元素的结合，提高整体强度，并且通过温度、时间和冷却等工序，确保稀土与喷嘴之间结合牢固，避免出现空隙，提高整体的强度。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其表面镀有一层耐磨金属涂层，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21%，Mg：0.13%，Cu：0.62%，W：0.45%，Ti：0.55%，Cr：5.32%，Ni：0.37%，Mo：0.42%，Co：0.23%，Ca：3.42%，稀土：11%，其余为Fe和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2%，Ce：7.6%，Pm：5.2%，Nd：5.5%，Eu：3.1%，Sm：5.5%，余量为Gd；
其工艺步骤为：钢坯下料-锻造-锻尺寸与表面检查-热处理-机械粗加工-外层涂覆；
选用钢坯化学成分的质量百分比为：C：0.25-0.35%，Si:0.85-1.25%，Mn:1.85-2.95%，P：0.04-0.05%，Ni:11-13%，Cr:16.5-17.5%，Nb：0.15-0.20%，Cu:0.85-0.95%，N:0.08-0.11%，Mo::2.15-2.95%，Al:0.2-0.3%，S：0.025-0.035%，Ti：0.03-0.04%，V：0.02-0.03%，B：0.002-0.004%，镧系稀土：3-5%，余量为Fe；
镧系稀土的组分质量百分比为：镧：20-24%，铈：20-25%，钐：14-16%，钕：14-16%，钆：2-4%，镨：16-18%，镝：5-6%，其余镧系元素：1-3%，以上各组分之和为100%；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：
采用三段加热，第一段加热温度为700-750℃，到温后保温10-15min，第二段加热温度为850-880℃，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150℃，到温后保温15-18min；
冷却时控制冷却速度为5.5-6℃每秒，保证锻件能够在3分钟内冷却至40℃；
耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：
步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1200-1250℃，保温5-8小时，然后空冷至450-460℃，然后再次加热至770-790℃，保温30-45min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；
步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至喷嘴表面，厚度为0.22-0.25mm，然后加热至800-890℃，保温5-8小时，然后空冷至室温，然后再将喷嘴加热至300-350℃，将第二份稀土均匀的喷涂至喷嘴表面表面，然后加热至600-650℃，保温30-60min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至310-330℃迅速取出，然后再次加热至400-450℃，保温5-8小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至喷嘴表面表面，然后加热至680-720℃，保温15-30min，然后采用风冷，以10-15℃/min的速度冷却至280-290℃，然后空冷至室温即可；
步骤（3）：将喷嘴进行第一次热处理：将喷嘴加热到620-630℃，保温11-13h，然后用风冷以1-3℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至480-520℃，保温1-3小时，然后采用水冷，以15-18℃/min的速度冷却至220-250℃，然后保温5-8小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。
实施例2
本实施例提供的一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其表面镀有一层耐磨金属涂层，耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.23%，Mg：0.17%，Cu：0.65%，W：0.48%，Ti：0.58%，Cr：5.35%，Ni：0.39%，Mo：0.45%，Co：0.25%，Ca：3.45%，稀土：13%，其余为Fe和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.5%，Ce：7.8%，Pm：5.6%，Nd：5.8%，Eu：3.3%，Sm：5.8%，余量为Gd；
其工艺步骤为：钢坯下料-锻造-锻尺寸与表面检查-热处理-机械粗加工-外层涂覆；
选用钢坯化学成分的质量百分比为：C：0.25-0.35%，Si:0.85-1.25%，Mn:1.85-2.95%，P：0.04-0.05%，Ni:11-13%，Cr:16.5-17.5%，Nb：0.15-0.20%，Cu:0.85-0.95%，N:0.08-0.11%，Mo::2.15-2.95%，Al:0.2-0.3%，S：0.025-0.035%，Ti：0.03-0.04%，V：0.02-0.03%，B：0.002-0.004%，镧系稀土：3-5%，余量为Fe；
镧系稀土的组分质量百分比为：镧：20-24%，铈：20-25%，钐：14-16%，钕：14-16%，钆：2-4%，镨：16-18%，镝：5-6%，其余镧系元素：1-3%，以上各组分之和为100%；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：
采用三段加热，第一段加热温度为700-750℃，到温后保温10-15min，第二段加热温度为850-880℃，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150℃，到温后保温15-18min；
冷却时控制冷却速度为5.5-6℃每秒，保证锻件能够在3分钟内冷却至40℃；
耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：
步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1200-1250℃，保温5-8小时，然后空冷至450-460℃，然后再次加热至770-790℃，保温30-45min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；
步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至喷嘴表面，厚度为0.22-0.25mm，然后加热至800-890℃，保温5-8小时，然后空冷至室温，然后再将喷嘴加热至300-350℃，将第二份稀土均匀的喷涂至喷嘴表面表面，然后加热至600-650℃，保温30-60min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至310-330℃迅速取出，然后再次加热至400-450℃，保温5-8小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至喷嘴表面表面，然后加热至680-720℃，保温15-30min，然后采用风冷，以10-15℃/min的速度冷却至280-290℃，然后空冷至室温即可；
步骤（3）：将喷嘴进行第一次热处理：将喷嘴加热到620-630℃，保温11-13h，然后用风冷以1-3℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至480-520℃，保温1-3小时，然后采用水冷，以15-18℃/min的速度冷却至220-250℃，然后保温5-8小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其特征在于，其表面镀有一层耐磨金属涂层，所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21-0.23%，Mg：0.13-0.17%，Cu：0.62-0.65%，W：0.45-0.48%，Ti：0.55-0.58%，Cr：5.32-5.35%，Ni：0.37-0.39%，Mo：0.42-0.45%，Co：0.23-0.25%，Ca：3.42-3.45%，稀土：11-13%，其余为Fe和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2-5.5%，Ce：7.6-7.8%，Pm：5.2-5.6%，Nd：5.5-5.8%，Eu：3.1-3.3%，Sm：5.5-5.8%，余量为Gd；
其工艺步骤为：钢坯下料-锻造-锻尺寸与表面检查-热处理-机械粗加工-外层涂覆；
选用钢坯化学成分的质量百分比为：C：0.25-0.35%，Si:0.85-1.25%，Mn:1.85-2.95%，P：0.04-0.05%，Ni:11-13%，Cr:16.5-17.5%，Nb：0.15-0.20%，Cu:0.85-0.95%，N:0.08-0.11%，Mo::2.15-2.95%，Al:0.2-0.3%，S：0.025-0.035%，Ti：0.03-0.04%，V：0.02-0.03%，B：0.002-0.004%，镧系稀土：3-5%，余量为Fe；
所述镧系稀土的组分质量百分比为：镧：20-24%，铈：20-25%，钐：14-16%，钕：14-16%，钆：2-4%，镨：16-18%，镝：5-6%，其余镧系元素：1-3%，以上各组分之和为100%；
锻造：锻造方法选用自由锻，终锻温度控制＞900℃，控制锻造比＞3；
热处理：热处理采用固溶处理，热处理设备采用罩式炉，具体为：
采用三段加热，第一段加热温度为700-750℃，到温后保温10-15min，第二段加热温度为850-880℃，到温后保温35-40min，第三段加热温度为1010-1150℃，到温后保温15-18min；
冷却时控制冷却速度为5.5-6℃每秒，保证锻件能够在3分钟内冷却至40℃。
2.根据权利要求1所述的耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其特征在于：所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.21%，Mg：0.13%，Cu：0.62%，W：0.45%，Ti：0.55%，Cr：5.32%，Ni：0.37%，Mo：0.42%，Co：0.23%，Ca：3.42%，稀土：11%，其余为Fe和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.2%，Ce：7.6%，Pm：5.2%，Nd：5.5%，Eu：3.1%，Sm：5.5%，余量为Gd。
3.根据权利要求1所述的耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其特征在于：所述耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：C：0.23%，Mg：0.17%，Cu：0.65%，W：0.48%，Ti：0.58%，Cr：5.35%，Ni：0.39%，Mo：0.45%，Co：0.25%，Ca：3.45%，稀土：13%，其余为Fe和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：5.5%，Ce：7.8%，Pm：5.6%，Nd：5.8%，Eu：3.3%，Sm：5.8%，余量为Gd。
4.根据权利要求1所述的耐高温抗磨损油压喷嘴的处理工艺，其特征在于：所述耐磨金属涂层的制备方法按以下步骤进行：
步骤（1）：先将稀土分为三份，第一份为稀土总量的2/5，第二份为稀土总量的2/5，第三份为稀土总量的1/5，将C、Mg、Cu、W、Ti、Cr、Ni、Mo、Co、Ca、Fe放入反应炉中，加热至1200-1250℃，保温5-8小时，然后空冷至450-460℃，然后再次加热至770-790℃，保温30-45min，然后空冷至室温，然后将金属块放入球磨机中粉碎，过100目数，得金属粉末A；
步骤（2）：将步骤1中的金属粉末A与第一份稀土混合均匀，利用喷涂设备喷涂至钢板表面，厚度为0.22-0.25mm，然后加热至800-890℃，保温5-8小时，然后空冷至室温，然后再将钢板加热至300-350℃，将第二份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至600-650℃，保温30-60min，然后迅速放入冷却油中快速冷却，待冷却至310-330℃迅速取出，然后再次加热至400-450℃，保温5-8小时，然后将第三份稀土均匀的喷涂至钢板表面表面，然后加热至680-720℃，保温15-30min，然后采用风冷，以10-15℃/min的速度冷却至280-290℃，然后空冷至室温即可；
步骤（3）：将钢板进行第一次热处理：将钢板加热到620-630℃，保温11-13h，然后用风冷以1-3℃/s的速度冷却到室温，然后再加热至480-520℃，保温1-3小时，然后采用水冷，以15-18℃/min的速度冷却至220-250℃，然后保温5-8小时，最后空冷至室温，然后清洗表面，检验尺寸即可。
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