CN107419173A - 一种耐腐蚀合金钢环件及其生产工艺 - Google Patents

一种耐腐蚀合金钢环件及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及合金钢环件技术领域，具体涉及一种耐腐蚀合金钢环件及其生产工艺，该合金钢环件由如下重量份原料制成：氟化石墨0.1％‑0.4％、氟碳树脂0.1％‑0.3％、固化剂0.3％‑0.5％、消泡剂0.4％‑0.8％、碳酸镍1％‑3％、聚丙烯0.5％‑0.8％、磷酸蜜胺0.5％‑0.9％、磷酸酯1％‑4％、硅酸镁1％‑4％、二氧化铈0.8％‑1.3％、二氧化硅0.4％‑0.7％、锰铁0.55％‑0.8％、铝铁0.3％‑0.6％、钛铁0.4％‑0.6％、余量为铁及其他杂质元素；本发明所提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有技术所制合金钢存在的腐蚀性能差、阻燃性能弱的缺陷。

Description

一种耐腐蚀合金钢环件及其生产工艺
技术领域
本发明涉及合金钢环件技术领域，具体涉及一种耐腐蚀合金钢环件及其生产工艺。
背景技术
耐腐蚀合金钢在建材、汽车制造等领域均有广泛的应用。合金钢除了铁元素和碳元素，还含有不同种类和不同比例的合金元素，通过适当的工艺加工处理，可以赋予合金钢特殊的性能，从而满足对钢材的各种需求。目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐腐蚀性能，阻燃性能，硬度等，在很多场合还不能满足需求。
在中国公开的专利申请CN106756431A中针对获得一种耐磨耐腐蚀合金钢材料的制备方法，采用不锈钢钢屑、低碳锰钢、碱式碳酸镍、稀土硅铁、萤石、二硼化钛、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、锆英砂、碳化铪、硼化钒、碳化铬为原料，该发明制得的合金钢材具有较高的强度和硬度，具有一定的耐磨性能，生产过程安全环保。在中国公开的专利申请CN105154755A中针对获得一种耐高温合金钢材料的制备方法，采用原料为不锈钢钢屑、铁粉、碳粉、硼铁粉、氧化锌、硅化钛、氟化石墨、微蜡粉、铬粉、玻璃纤维、铋粉、二氧化锆粉和铬粉，制得的合金钢材料就有一定的强度、硬度和耐热稳定性能。
目前现有技术所制合金钢虽然具有一定的强度、硬度和耐热稳定性能，但存在腐蚀性能差、阻燃性能弱的缺陷，不能满足特定场所的合金钢材料的需求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种耐腐蚀合金钢环件。本发明所提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有技术所制合金钢存在的腐蚀性能差、阻燃性能弱的缺陷。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种耐腐蚀合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.1％-0.4％、氟碳树脂0.1％-0.3％、固化剂0.3％-0.5％、消泡剂0.4％-0.8％、碳酸镍1％-3％、聚丙烯0.5％-0.8％、磷酸蜜胺0.5％-0.9％、磷酸酯1％-4％、硅酸镁1％-4％、二氧化铈0.8％-1.3％、二氧化硅0.4％-0.7％、锰铁0.55％-0.8％、铝铁0.3％-0.6％、钛铁0.4％-0.6％、余量为铁及其他杂质元素。
优选的，该合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.2％-0.4％、氟碳树脂0.12％-0.28％、固化剂0.35％-0.45％、消泡剂0.5％-0.7％、碳酸镍1.5％-2.5％、聚丙烯0.6％-0.7％、磷酸蜜胺0.6％-0.8％、磷酸酯1.5％-3.5％、硅酸镁1.5％-3％、二氧化铈0.9％-1.2％、二氧化硅0.5％-0.65％、锰铁0.6％-0.7％、铝铁0.4％-0.5％、钛铁0.45％-0.55％、余量为铁及其他杂质元素。
优选的，固化剂为亚甲基二异氰酸酯。
优选的，消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
优选的，该合金钢环件，生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散20-30min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过300-400目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速，混炼机温度为170℃，混炼10-20min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼2-4h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1320-1360℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至900-1000℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
优选的，步骤(2)中转子转速为160-220r/min。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：氟碳树脂和氟化石墨复合，互相改性，所得复合材料的分子链中含有大量的高键能的C-F键，C-F之间形成六角共轭平面，碳碳之间共价聚合，这种共价聚合非常牢固，化学稳定性能好，耐腐蚀性能优异，从而提高了合金钢件的耐腐蚀性能；当氟化石墨含量低于0.4％时，复合材料的耐腐蚀性能随着氟化石墨的含量的增加而增强，当氟化石墨含量为0.4％-0.8％时，这种增强效果不明显，而当氟化石墨含量超过0.8％时，大量的氟化石墨会发生自身团聚现象，降低了复合材料的耐腐蚀性能；碳酸镍受热分解为氧化镍、水和二氧化碳，水和二氧化碳那可以起到稀释可燃性气体的作用，从而起到一定的阻燃效果；聚丙烯受热氧化分解，在碳链上形成双键和羟基，这些双键之间能发生交联形成炭层，而羟基能与多聚磷酸在氧化镍的催化作用下更容易发生酯化反应，形成更多的交联结构，而分解产生的多聚磷酸之间也能在催化剂的作用下形成交联结构，进而提高材料的成炭能力，形成更加完善的炭层，提高了合金钢的阻燃性能。
具体实施方式交平
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：
一种耐腐蚀合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.1％、氟碳树脂0.1％、固化剂0.3％、消泡剂0.4％、碳酸镍1％、聚丙烯0.5％、磷酸蜜胺0.5％、磷酸酯1％、硅酸镁1％、二氧化铈0.8％、二氧化硅0.4％％、锰铁0.55％、铝铁0.3％、钛铁0.4％、余量为铁及其他杂质元素。
一种耐腐蚀合金钢环件，其生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散20min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过300目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速为160r/min，混炼机温度为170℃，混炼10min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼2h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1320℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至900℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
实施例2：
一种耐腐蚀合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.4％、氟碳树脂0.3％、固化剂0.5％、消泡剂0.8％、碳酸镍3％、聚丙烯0.8％、磷酸蜜胺0.9％、磷酸酯4％、硅酸镁4％、二氧化铈1.3％、二氧化硅0.7％、锰铁0.8％、铝铁0.6％、钛铁0.6％、余量为铁及其他杂质元素。
一种耐腐蚀合金钢环件，其生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散30min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过400目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速为220r/min，混炼机温度为170℃，混炼20min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼4h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1360℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至1000℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
实施例3：
一种耐腐蚀合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.2％、氟碳树脂0.12％、固化剂0.35％、消泡剂0.5％、碳酸镍1.5％、聚丙烯0.6％、磷酸蜜胺0.6％、磷酸酯1.5％、硅酸镁1.5％、二氧化铈0.9％、二氧化硅0.5％、锰铁0.6％、铝铁0.4％、钛铁0.45％、余量为铁及其他杂质元素。
一种耐腐蚀合金钢环件，其生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散22min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过320目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速为180r/min，混炼机温度为170℃，混炼12min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼2.5h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1330℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至910℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
实施例4：
一种耐腐蚀合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.4％、氟碳树脂0.28％、固化剂0.45％、消泡剂0.7％、碳酸镍2.5％、聚丙烯0.7％、磷酸蜜胺0.8％、磷酸酯3.5％、硅酸镁3％、二氧化铈1.2％、二氧化硅0.65％、锰铁0.7％、铝铁0.5％、钛铁0.55％、余量为铁及其他杂质元素。
一种耐腐蚀合金钢环件，其生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散25min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过350目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速为200r/min，混炼机温度为170℃，混炼15min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼3h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1350℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至950℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
实施例5：
一种耐腐蚀合金钢环件，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.3％、氟碳树脂0.2％、固化剂0.4％、消泡剂0.6％、碳酸镍2％、聚丙烯0.65％、磷酸蜜胺0.7％、磷酸酯2％、硅酸镁2％、二氧化铈1％、二氧化硅0.6％、锰铁0.65％、铝铁0.45％、钛铁0.5％、余量为铁及其他杂质元素。
一种耐腐蚀合金钢环件，其生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散28min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过380目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速为210r/min，混炼机温度为170℃，混炼18min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼3.5h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1340℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至980℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
将本发明实施例中的合金钢环件与市场中的产品做性能测试，其测试结果如下：
S(0.1％) S(0.2％) S(0.3％) S(0.4％) S(0.5％) S(0.6％) S(0.8％)
B(V) -1.34 -1.13 -0.60 -0.31 -0.31 -0.32 -1.04
其中，S代表氟化石墨，B代表腐蚀电位，由上表可以看出，当氟化石墨含量为0.2％-0.4％时，复合材料的腐蚀电位改变的最明显，耐腐蚀性能大幅提高，当含量为0.4％时，耐腐蚀性能最强，当含量超过0.8％时，耐腐蚀性能因团聚现象而大幅降低。
腐蚀率(％) 硬度(HB)
实施例1 13 220
实施例2 11 225
实施例3 12 224
实施例4 11 221
实施例5 13 223
对照例1 50 140
对照例2 49 135
由上表可以看出该合金钢环件与市场中常见的合金钢环件相比，本产品具有良好的耐腐蚀性能和强度性能。
以上实施例仅用以说明本发明型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明型进行了详细的说明，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型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种耐腐蚀合金钢环件，其特征在于，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.1％-0.4％、氟碳树脂0.1％-0.3％、固化剂0.3％-0.5％、消泡剂0.4％-0.8％、碳酸镍1％-3％、聚丙烯0.5％-0.8％、磷酸蜜胺0.5％-0.9％、磷酸酯1％-4％、硅酸镁1％-4％、二氧化铈0.8％-1.3％、二氧化硅0.4％-0.7％、锰铁0.55％-0.8％、铝铁0.3％-0.6％、钛铁0.4％-0.6％、余量为铁及其他杂质元素。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金钢环件，其特征在于，由如下重量份数原料制成：氟化石墨0.2％-0.4％、氟碳树脂0.12％-0.28％、固化剂0.35％-0.45％、消泡剂0.5％-0.7％、碳酸镍1.5％-2.5％、聚丙烯0.6％-0.7％、磷酸蜜胺0.6％-0.8％、磷酸酯1.5％-3.5％、硅酸镁1.5％-3％、二氧化铈0.9％-1.2％、二氧化硅0.5％-0.65％、锰铁0.6％-0.7％、铝铁0.4％-0.5％、钛铁0.45％-0.55％、余量为铁及其他杂质元素。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金钢环件，其特征在于，所述固化剂为亚甲基二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金钢环件，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金钢环件，其特征在于，生产工艺包括如下几个步骤：
(1)向分散仪中加入氟化石墨和氟碳树脂，加入与二者质量相等的乙醇，超声分散20-30min后，机械搅拌1h，随后用超声波粉碎机分散30min，得到混合均匀的分散液，加入固化剂和消泡剂后，混合均匀，在室温下抽真空，备用；
(2)将碳酸镍、聚丙烯、磷酸蜜胺至于粉碎机中粉碎过300-400目筛，至于混炼机内，加入磷酸酯，调节转子转速，混炼机温度为170℃，混炼10-20min，备用；
(3)将上述步骤所得产物和剩余物料至于熔炼炉中，加热至原材料熔融为铁水，在磁力搅拌的条件下熔炼2-4h后，进行成分分析，调整，成分分合格后向其中注入除渣剂，机械搅拌均匀；
(4)将铁水转移至浇铸机中，在1320-1360℃的条件下浇铸得到合金钢粗成品，转移至锻压机中，待铁水冷却至900-1000℃时开始锻压，得毛坯；
(5)将毛坯经过两次淬火以后，至于真空回火炉中进行两次回火，得耐腐蚀合金钢环件。
6.根据权利要求5所述的耐腐蚀合金钢环件的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中转子转速为160-220r/min。
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