CN115700290A - 一种浮动油封用浮封环及其制备方法 - Google Patents

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柯德慰
吴丽红
金涛
龚友平
张政
郭宗福
梁明轩
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Abstract

本发明公开了一种浮动油封用浮封环，由合金材料制成，所述合金材料由下述重量份组成：生铁：20～50份、钢：40～50份、镍：3～8份、铬：15～30份、钼：2～8、钒铁合金：10～20份、钛铁合金：10～20份、硼：2～5份。本发明的目的在于提供一种高强度的浮动油封用浮封环。

Description

一种浮动油封用浮封环及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料领域，更具体的说是涉及一种浮动油封用浮封环。
背景技术
浮动油封是浮动密封的一种俗称，属于动密封中机械密封的一种，在多煤粉、泥沙、水气等恶劣的工作环境下具有超强的密封性能，是一种紧凑型的机械密封，主要用于低速重载场合。它具在耐磨、端面磨损后能自动补偿、工作可靠、结构简单等优点，在煤矿机械中得到广泛应用。如推土机行走机构、刮板输送机机头(尾)链轮组件、掘进机装载机构及悬臂段、连续采煤机左、右截割滚筒和减速器等。
其主要是由浮封环和橡胶圈构成，在浮封环上，主要是合金材料，现有技术中主要是以铁和钢材质为主，但是，现有技术中的浮封环，其技术指标较差，特别是在使用回收钢材的时候，通过回收钢材制造的浮封环强度尤为不佳。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高强度的浮动油封用浮封环。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种浮动油封用浮封环，
由合金材料制成，所述合金材料由下述重量份组成：
生铁：10～30份
回收钢：60～80份
镍：2～10份
铬：5～20份
钼：1～5份
钒铁合金：1～5份
钛铁合金：1～5份
硼：1～3份。
作为本发明的进一步改进，
所述回收钢为回收304不锈钢。
作为本发明的进一步改进，
所述钒铁合金为钒含为40％的FeV40合金。
作为本发明的进一步改进，
所述钛铁合金为钛含量为70％的FeTi70合金。
作为本发明的另一发明目的，提供一种浮动油封用浮封环的制备方法，
包括下述步骤：
步骤一：配置混料，所述混料包括系下述重量份组成：
生铁：10～30份
回收钢：60～80份
镍：2～10份
铬铁：5～20份
钼铁：1～5份
钒铁合金：1～5份
钛铁合金：1～5份
硼：1～3份。
步骤二：将混料充分混合后，在1500～1600℃下熔炼，得到铁水；
步骤三：将铁水浇铸至离心浇铸机中进行离心浇铸得到半成品；
步骤四：对半成品进行修磨，去除毛刺等，获得浮封环成品铸件。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤三中冷却速度控制在300-500℃/分钟。
在本发明中，以生铁和回收钢为原料，加入镍、铬、钼作为金属材料的主体，作为本发明的关键，加入了钒铁合金、钛铁合金以及硼，将钒元素、钛元素、硼元素引入到合金中，细化了组织，增强了整体合金的强度。
并且在本发明中，回收刚优先选用回收304钢，并且特别之处的是，在本发明中对于回收的45#钢作为原料的时候，在引入钒元素、钛元素、硼元素后，对于合金强度有明显提升，甚至比没有引入钒元素、钛元素、硼元素时，选用新的45#钢的强度更佳，因此本发明的技术方案十分适用与对于回收料的使用。在保证强度的同时，更佳环保和节约成本。
此外，在制备过程中，采用了离心浇铸的工艺，通过上述配方支撑的铁水，通过离心浇铸工艺制备的浮封环，无需经过其他热处理，只需要保持300～500℃/分钟的降温速度，即可达到较高的强度、硬度，在节省了热处理的同时，使得工艺流程缩短，同时更加节能环保。
具体实施方式
实施例：
步骤一：配置混料，所述混料包括系下述重量份组成：
生铁：20份
回收304钢：60份
镍：5份
铬：5份
钼：1份
钒铁合金：5份
钛铁合金：5份
硼：2份；
步骤二：将混料充分混合后，在1500～1600℃下熔炼，得到铁水；
步骤三：将铁水浇铸至离心浇铸机中进行离心浇铸得到半成品；
步骤四：对半成品进行修磨，去除毛刺等，获得浮封环成品铸件。
所述步骤三中冷却速度为300℃/分钟。
所述钒铁合金为钒含为40％的FeV40合金。
所述钛铁合金为钛含量为70％的FeTi70合金。
对比例：
步骤一：配置混料，所述混料包括系下述重量份组成：
生铁：20份
回收304钢：60份
镍：5份
铬：5份
钼：1份
步骤二：将混料充分混合后，在1500～1600℃下熔炼，得到铁水；
步骤三：将铁水浇铸至离心浇铸机中进行离心浇铸得到半成品；
步骤四：对半成品进行修磨，去除毛刺等，获得浮封环成品铸件。
所述步骤三中冷却速度为300℃/分钟。
性能测试：
将实施例和对比例在环压试验机上测试面压比；
进行挠度测试以及硬度测试；
实施例 对比例
面压比： 113KN 91KN
挠度(扭矩)： 12μm 7μm
硬度HRC 65 55
在本发明中，以生铁和回收钢为原料，加入镍、铬、钼作为金属材料的主体，作为本发明的关键，加入了钒铁合金、钛铁合金以及硼，将钒元素、钛元素、硼元素引入到合金中，细化了组织，增强了整体合金的强度。
并且在本发明中，回收刚优先选用回收304钢，并且特别之处的是，在本发明中对于回收的45#钢作为原料的时候，在引入钒元素、钛元素、硼元素后，对于合金强度有明显提升，甚至比没有引入钒元素、钛元素、硼元素时，选用新的45#钢的强度更佳，因此本发明的技术方案十分适用与对于回收料的使用。在保证强度的同时，更佳环保和节约成本。
此外，在制备过程中，采用了离心浇铸的工艺，通过上述配方支撑的铁水，通过离心浇铸工艺制备的浮封环，无需经过其他热处理，只需要保持300～500℃/分钟的降温速度，即可达到较高的强度、硬度，在节省了热处理的同时，使得工艺流程缩短，同时更加节能环保。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种浮动油封用浮封环，其特征在于：
由合金材料制成，所述合金材料由下述重量份组成：
生铁：10～30份
回收钢：60～80份
镍：2～10份
铬：5～20份
钼：1～5份
钒铁合金：1～5份
钛铁合金：1～5份
硼：1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种浮动油封用浮封环，其特征在于：
所述回收钢为回收304不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种浮动油封用浮封环，其特征在于：
所述钒铁合金为钒含为40％的FeV40合金。
4.根据权利要求1所述的一种浮动油封用浮封环，其特征在于：
所述钛铁合金为钛含量为70％的FeTi70合金。
5.如权利要求1至5任意所述的一种浮动油封用浮封环的制备方法，其特征在于：
包括下述步骤：
步骤一：配置混料，所述混料包括系下述重量份组成：
生铁：10～30份
回收钢：60～80份
镍：2～10份
铬铁：5～20份
钼铁：1～5份
钒铁合金：1～5份
钛铁合金：1～5份
硼：1～3份。
步骤二：将混料充分混合后，在1500～1600℃下熔炼，得到铁水；
步骤三：将铁水浇铸至离心浇铸机中进行离心浇铸得到半成品；
步骤四：对半成品进行修磨，去除毛刺等，获得浮封环成品铸件。
6.根据权利要求2所述一种浮动油封用浮封环的制备方法，其特征在于：所述步骤三中冷却速度控制在300-500℃/分钟。
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