CN109182883A - 不锈钢合金微量成分防烧损的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料加工技术领域,尤其涉及一种不锈钢合金微量成分防烧损的方法。它解决了现有技术设计不合理等问题。本不锈钢合金微量成分防烧损的方法包括如下步骤:A、制备微量材料合金,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金材料与微量材料按照重量百分比进行配置;B、熔炼,将含镍的不锈钢合金材料的原料或者不含镍的不锈钢合金材料的原料先加入至真空感应熔炼炉熔炼。本发明的优点在于:可以减少烧损从而可大幅提高材料成分比例的准确性。
Description
技术领域
本发明属于材料加工技术领域,尤其涉及一种不锈钢合金微量成分防烧损的方法。
背景技术
不锈钢合金包括奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体--铁素体双相不锈钢具有优异的耐腐蚀和强度高等特点,通过在不锈钢合金之中添加微量材料能够提高其性能。例如:在著名的18Cr-8Ni钢奥氏体铬镍不锈钢加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性性能。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀;以铁素体组织为主的不锈钢,含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。添加有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,可提高导热系数,膨胀系数、抗氧化性、抗应力腐蚀等性能;奥氏体--铁素体双相不锈钢,一般情况下Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%,通过添加Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等材料,改善耐晶间腐蚀性能和焊接性能等性能。
在不锈钢合金之中添加微量材料可提高不锈钢合金的某些性能,这些微量材料一般添加量都在1%(按重量百分计)以下,在熔炼过程中微量材料会蒸发一部分造成配比偏离,这种烧损影响了合金材料的一致性和性能。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供一种可以减少烧损从而可大幅提高材料成分比例的准确性的不锈钢合金微量成分防烧损的方法。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:
本不锈钢合金微量成分防烧损的方法包括如下步骤:
A、制备微量材料合金,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金材料与微量材料按照重量百分比进行配置,重量百分比为:含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金材料70-95%,以及微量材料5%-30%,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金才和微量材料加入至真空感应熔炼炉内浇铸成圆棒,然后将圆棒表面砂磨精整,即,制得微量材料合金;
B、熔炼,将含镍的不锈钢合金材料的原料或者不含镍的不锈钢合金材料的原料先加入至真空感应熔炼炉熔炼,待原料全部融化后,然后再加入步骤A中的微量材料合金且所述的微量材料合金密度大于原料熔炼后的溶液密度,然后真空感应熔炼;
其中,原料的添加量采用如下计算方式计算:
微量材料合金添加量的重量假设为a,
含镍的不锈钢合金材料的原料之中,镍的添加量在原料重量之中减去由于为了添加微量材料合金而多增加的镍的重量,原料重量假设为b,即,含镍的不锈钢合金材料其原料重量为:(b-a)×微量材料合金之中镍的百分比;
不含镍的不锈钢合金材料的原料重量按照上述公式计算。
由于为了材料合金是微量材料与合金材料之中密度最大的材料形成的合金,所以微量合金材料在加入到感应炉之中后,就沉入炉底,融化后与其它材料融合在一起,减少了液化后在感应炉里保留的时间,也避免了微量材料在熔液表面时的挥发。有利于提高合金材料的性能和一致性。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,所述的原料包括Fe和Cr材料中的任意一种。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,在上述的B步骤中,经过真空感应熔炼后的不锈钢合金液体通过导槽排出。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,所述的导槽包括倾斜设置的斜板,斜板通过支撑结构定位,在斜板的上端和下端分别设有导辊,以及环绕在两根导辊上的倾斜导带,任意一根导辊与转动驱动装置连接,在斜板的下端设有与斜板垂直连接的通孔,在通孔内设有网板和设置在网板下方的风箱,在风箱内设有换热装置,在风箱上连接有从倾斜导带两侧向上延长的抽风管,抽风管与风箱连通且抽风管将导槽中的液相合金材料进行预先风冷,所述的风箱与抽风终端连接,在倾斜导带的外表面上设有若干沿着倾斜导带周向设置的环形槽,在斜板的上端和真空感应熔炼炉之间设有倾斜出料槽,倾斜出料槽内设有若干沿着倾斜出料槽宽度方向间隔设置且与倾斜出料槽垂直连接的搅拌叶轮,相邻的两个搅拌叶轮之间设有拱形导流板;
采用倾斜导带和环形槽的设计,其可以提高流速以及确保导料的稳定性,避免了溢流等等现象。
设计的风箱、抽风管协同换热装置,其可以将散发的热量进行收集并进行热交换应用,环保且节能。
设计的倾斜出料槽协同搅拌叶轮和拱形导流板,其可以进一步对材料进行混合搅拌,确保均匀性。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,所述的换热装置包括至少一根螺旋换热盘管,所述的螺旋换热盘管与干净水储存装置连接。
该结构可以将干净水进行加热,从而可以应用于车间员工的冬季使用,或者车间的供暖使用。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,所述的抽风管包括与风箱连通的竖直段,在竖直段的上端连接有水平段,在水平段上设有若干间隔分布的抽风小孔。
该结构的设计,其可以进行将冷却过程中的热量收集。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,所述的支撑结构包括若干支撑腿,以及与所述的支撑腿连接的加强支架。加强支架呈十字形。
在上述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法中,所述的转动驱动装置包括伺服电机,所述的伺服电机通过带传动与所述的导辊连接。
与现有的技术相比,本发明的优点在于:
1、由于为了材料合金是微量材料与合金材料之中密度最大的材料形成的合金,所以微量合金材料在加入到感应炉之中后,就沉入炉底,融化后与其它材料融合在一起,减少了液化后在感应炉里保留的时间,也避免了微量材料在熔液表面时的挥发,更加符合当前社会技术的发展趋势。
2、采用倾斜导带和环形槽的设计,其可以提高流速以及确保导料的稳定性,避免了溢流等等现象。
设计的风箱、抽风管协同换热装置,其可以将散发的热量进行收集并进行热交换应用,环保且节能。
设计的倾斜出料槽协同搅拌叶轮和拱形导流板,其可以进一步对材料进行混合搅拌,确保均匀性。
3、方法简单且实用性更强。
附图说明
图1是本发明提供的流程框图。
图2是本发明提供的导槽结构示意图。
图3是本发明提供的倾斜导带结构示意图。
图4是本发明提供的抽风管结构示意图。
图5是本发明提供的风箱结构示意图。
图6是本发明提供的倾斜出料槽结构示意图。
图中,真空感应熔炼炉1、导槽2、拱形导流板20、斜板21、导辊22、倾斜导带23、环形槽231、网板24、风箱25、换热装置26、抽风管27、竖直段271、水平段272、抽风小孔273、倾斜出料槽28、搅拌叶轮29。
具体实施方式
以下是发明的具体实施例并结合附图,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。
如图1-6所示,
实施例一
本不锈钢合金微量成分防烧损的方法包括如下步骤:
A、制备微量材料合金,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金材料与微量材料按照重量百分比进行配置,重量百分比为:含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金材料70-95%,以及微量材料5%-30%,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金才和微量材料加入至真空感应熔炼炉内浇铸成圆棒,然后将圆棒表面砂磨精整,即,制得微量材料合金;
B、熔炼,将含镍的不锈钢合金材料的原料或者不含镍的不锈钢合金材料的原料先加入至真空感应熔炼炉熔炼,待原料全部融化后,然后再加入步骤A中的微量材料合金且所述的微量材料合金密度大于原料熔炼后的溶液密度,然后真空感应熔炼;
其中,原料的添加量采用如下计算方式计算:
微量材料合金添加量的重量假设为a,
含镍的不锈钢合金材料的原料之中,镍的添加量在原料重量之中减去由于为了添加微量材料合金而多增加的镍的重量,原料重量假设为b,即,含镍的不锈钢合金材料其原料重量为:(b-a)×微量材料合金之中镍的百分比;
不含镍的不锈钢合金材料的原料重量按照上述公式计算。
所述的原料包括Fe和Cr材料中的任意一种。
在上述的B步骤中,经过真空感应熔炼后的不锈钢合金液体通过导槽排出。
所述的导槽2包括倾斜设置的斜板21,斜板21通过支撑结构定位,在斜板21的上端和下端分别设有导辊22,以及环绕在两根导辊22上的倾斜导带23,任意一根导辊22与转动驱动装置连接,在斜板21的下端设有与斜板21垂直连接的通孔,在通孔内设有网板24和设置在网板24下方的风箱25,在风箱25内设有换热装置26,在风箱25上连接有从倾斜导带23两侧向上延长的抽风管27,抽风管27与风箱25连通且抽风管27将导槽2中的液相合金材料进行预先风冷,所述的风箱25与抽风终端连接,在倾斜导带23的外表面上设有若干沿着倾斜导带23周向设置的环形槽231,在斜板21的上端和真空感应熔炼炉1之间设有倾斜出料槽28,倾斜出料槽28内设有若干沿着倾斜出料槽28宽度方向间隔设置且与倾斜出料槽28垂直连接的搅拌叶轮29,相邻的两个搅拌叶轮29之间设有拱形导流板20;
采用倾斜导带和环形槽的设计,其可以提高流速以及确保导料的稳定性,避免了溢流等等现象。
设计的风箱、抽风管协同换热装置,其可以将散发的热量进行收集并进行热交换应用,环保且节能。
设计的倾斜出料槽协同搅拌叶轮和拱形导流板,其可以进一步对材料进行混合搅拌,确保均匀性。
所述的换热装置26包括至少一根螺旋换热盘管,所述的螺旋换热盘管与干净水储存装置连接。
所述的抽风管27包括与风箱25连通的竖直段271,在竖直段271的上端连接有水平段272,在水平段272上设有若干间隔分布的抽风小孔273。
所述的支撑结构包括若干支撑腿,以及与所述的支撑腿连接的加强支架。
所述的转动驱动装置包括伺服电机,所述的伺服电机通过带传动与所述的导辊22连接。
还有,在倾斜出料槽28的下端设有与倾斜出料槽28的槽底之间形成间隙的辊筒,在辊筒的轴向设有若干条形凹槽。
抽风终端包括抽风管路和与抽风管路连接的抽风风机。
微量Ti材料合金的制备
微量材料合金的制备:微量材料合金的配料成分按重量百分比为:Fe90%,Ti10%;经真空感应熔炼,浇铸成圆棒,将圆棒表面砂磨精整后,即为微量Ti材料合金;
不锈钢合金配比:
(1)微量Ti材料添加量的重量(假设为a)为:0.5%/10%=5%;
(2)79.5%的Fe-微量Ti材料合金含有的4.5%的Fe=75%;
(3)其余成分比例不变。
不锈钢合金的熔炼:首先75%的Fe和20%的Cr加入熔炼炉之中感应熔炼,待材料全部融化后,然后加入5%重量的微量Ti材料合金,然后真空感应熔炼。
由于微量Ti材料合金密度大于Fe和Cr形成的熔液,所以微量Ti材料合金在加入到感应炉之中后,就沉入炉底,融化后与其它材料融合在一起,减少了液化后在感应炉里保留的时间,也避免了微量材料在熔液表面时的挥发。
实施例二
本实施例的工作原理和结构与实施例一的基本相同,不一样的结构在于:
微量Ti材料合金的制备
微量材料合金的制备:微量材料合金的配料成分按重量百分比为:Ni90%,Ti10%;经真空感应熔炼,浇铸成圆棒,将圆棒表面砂磨精整后,即为微量Ti材料合金;
不锈钢合金配比:
(1)微量Ti材料添加量的重量(假设为a)为:0.5%/10%=5%;
(2)9%的Ni-微量Ti材料合金含有的4.5%的Ni=4.5%;
不锈钢合金的熔炼:首先66.5%的Fe、25%的Cr和4.5%的Ni加入熔炼炉之中感应熔炼,待材料全部融化后,然后加入5%重量的微量Ti材料合金,然后真空感应熔炼。
由于微量Ti材料合金密度大于Fe、Ni和Cr形成的熔液,所以微量Ti材料合金在加入到感应炉之中后,就沉入炉底,融化后与其它材料融合在一起,减少了液化后在感应炉里保留的时间,也避免了微量材料在熔液表面时的挥发。
实施例三
本实施例的工作原理和结构与实施例一的基本相同,不一样的结构在于:
微量材料合金的制备
微量材料合金的制备:微量材料合金的配料成分按重量百分比为:Fe90%,Ti10%;经真空感应熔炼,浇铸成圆棒,将圆棒表面砂磨精整后,即为微量Ti材料合金;
微量Cu材料合金的制备:微量材料合金的配料成分按重量百分比为:Fe90%,Cu10%;经真空感应熔炼,浇铸成圆棒,将圆棒表面砂磨精整后,即为微量Ti材料合金;
以此类推。
不锈钢合金配比:
(1)微量Ti材料添加量的重量(假设为a)为:0.5%/10%=5%;微量Cu材料添加量的重量(假设为a)为:0.5%/10%=5%;
(2)79.5%的Fe-微量Ti材料合金含有的4.5%的Fe-微量Ti材料合金含有的4.5%的Fe=70.5%;
(3)其余成分比例不变。
不锈钢合金的熔炼:首先70.5%的Fe和20%的Cr加入熔炼炉之中感应熔炼,待材料全部融化后,再加入5%重量的微量Ti材料合金和5%重量的微量Cu材料合金,然后真空感应熔炼。
由于微量Ti材料合金密度和微量Cu材料合金大于Fe和Cr熔液,所以微量Ti材料合金和微量Cu材料合金在加入到感应炉之中后,就沉入炉底,融化后与其它材料融合在一起,减少了液化后在感应炉里保留的时间,也避免了微量材料在熔液表面时的挥发。
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各样的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。
Claims (8)
1.不锈钢合金微量成分防烧损的方法,其特征在于,本方法包括如下步骤:
A、制备微量材料合金,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金材料与微量材料进行配置,将含镍的不锈钢合金材料或者不含镍的不锈钢合金才和微量材料加入至真空感应熔炼炉内浇铸成圆棒,然后将圆棒表面砂磨精整,即,制得微量材料合金;
B、熔炼,将含镍的不锈钢合金材料的原料或者不含镍的不锈钢合金材料的原料先加入至真空感应熔炼炉熔炼,待原料全部融化后,然后再加入步骤A中的微量材料合金且所述的微量材料合金密度大于原料熔炼后的溶液密度,然后真空感应熔炼;
其中,原料的添加量采用如下计算方式计算:
微量材料合金添加量的重量假设为a,
含镍的不锈钢合金材料的原料之中,镍的添加量在原料重量之中减去由于为了添加微量材料合金而多增加的镍的重量,原料重量假设为b,即,含镍的不锈钢合金材料其原料重量为:(b-a)×微量材料合金之中镍的百分比;
不含镍的不锈钢合金材料的原料重量按照上述公式计算。
2.根据权利要求1所述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法,其特征在于,所述的原料包括Fe和Cr材料中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法,其特征在于,在上述的B步骤中,经过真空感应熔炼后的不锈钢合金液体通过导槽排出。
4.根据权利要求3所述的不锈钢合金微量成分防烧损的方法,其特征在于,所述的导槽(2)包括倾斜设置的斜板(21),斜板(21)通过支撑结构定位,在斜板(21)的上端和下端分别设有导辊(22),以及环绕在两根导辊(22)上的倾斜导带(23),任意一根导辊(22)与转动驱动装置连接,在斜板(21)的下端设有与斜板(21)垂直连接的通孔,在通孔内设有网板(24)和设置在网板(24)下方的风箱(25),在风箱(25)内设有换热装置(26),在风箱(25)上连接有从倾斜导带(23)两侧向上延长的抽风管(27),抽风管(27)与风箱(25)连通,所述的风箱(25)与抽风终端连接,在倾斜导带(23)的外表面上设有若干沿着倾斜导带(23)周向设置的环形槽(231),在斜板(21)的上端和真空感应熔炼炉(1)之间设有倾斜出料槽(28),倾斜出料槽(28)内设有若干沿着倾斜出料槽(28)宽度方向间隔设置且与倾斜出料槽(28)垂直连接的搅拌叶轮(29),相邻的两个搅拌叶轮(29)之间设有拱形导流板(20)。
5.根据权利要求4所述的不锈钢合金微量成分防烧损的制造方法,其特征在于,所述的换热装置(26)包括至少一根螺旋换热盘管,所述的螺旋换热盘管与干净水储存装置连接。
6.根据权利要求4所述的不锈钢微量成分均质化的方法,其特征在于,所述的抽风管(27)包括与风箱(25)连通的竖直段(271),在竖直段(271)的上端连接有水平段(272),在水平段(272)上设有若干间隔分布的抽风小孔(273)。
7.根据权利要求4所述的不锈钢微量成分均质化的方法,其特征在于,所述的支撑结构包括若干支撑腿,以及与所述的支撑腿连接的加强支架。
8.根据权利要求4所述的不锈钢微量成分均质化的方法,其特征在于,所述的转动驱动装置包括伺服电机,所述的伺服电机通过带传动与所述的导辊(22)连接。
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