[发明专利]一种适合耐高压缸体的铸钢材质及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及一种屈服强度高、且机械性能好的适合耐高压缸体的铸钢材质及其制造方法。

背景技术

缸式铰链梁是生产人造金刚石设备的主要受力部分，它需要承受55Mpa的压力，其原来的材质为ZG35CrMo，使用状态为调质，铸件的硬度为HB260-290，在保压试验时，需承受试验压力63Mpa；同时考虑到缸式铰链梁的形状复杂、尺寸厚，它的最大厚度尺寸为300mm，它的外型尺寸大，如外型尺寸2450 mm×2450 mm×1475 mm，铸件的最大厚度达300mm；重量大，它的毛坯重量达17800kg，在热处理时如果采用调质（淬火+高温回火）的热处理工艺，则在淬火时铸件的淬透性不一定满足要求，且在淬火时容易产生裂纹，最终导致铸件报废。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种承受工作压力达到70Mpa、且机械性能好的适合耐高压缸体的铸钢材质及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方法是：一种适合耐高压缸体的铸钢材质，其化学成分及其重量百分配比分别是：C≤0.40、Mn≤1.60、Si≤0.90、P≤0.030、S≤0.030、Mo≤0.80、Ni≤1.20、Cr≤1.20，其余为Fe。

所述适合耐高压缸体的铸钢材质的制造方法是：将采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，先经900℃-950℃退火处理，再经850℃-900℃正火处理，最后经550℃-650℃高温回火处理，制得缸式铰链梁的铸钢成品。

将采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，先经930℃退火处理，再经880℃正火处理，最后经630℃高温回火处理，制得缸式铰链梁的铸钢成品。

本发明的有益效果是：通过对化学成分的合理设计，有选择性地加入合金元素，采用正火加回火的热处理工艺，避免了由于适合耐高压缸体铸件尺寸较大，而无法找到合适的热处理炉进行调质处理，同时在淬火时，减少了适合耐高压缸体铸件的裂纹，保证了产品质量。

具体实施方式  

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种适合耐高压缸体的铸钢材质，其化学成分及其重量百分配比分别是：C≤0.40、Mn≤1.60、Si≤0.90、P≤0.030、S≤0.030、Mo≤0.80、Ni≤1.20、Cr≤1.20，其余为Fe。

所述适合耐高压缸体的铸钢材质的制造方法是：将采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，先经900℃-950℃退火处理，再经850℃-900℃正火处理，最后经550℃-650℃高温回火，制得缸式铰链梁的铸钢成品。

实例1：采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，经930℃退火处理，制得缸式铰链梁的铸钢成品，该成品的性能指标是抗拉强度σb为980 Mpa，屈服强度σs为713Mpa，延伸率δ为5.2%，断面收缩率φ为5.8%，硬度HB306-313。

实例2：采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，先经930℃退火处理，再经880℃正火处理，制得缸式铰链梁的铸钢成品，该成品的性能指标是抗拉强度σb为1317 Mpa，屈服强度σs为948Mpa，延伸率δ为4.0%，断面收缩率φ为7.8%，硬度HB409-420。

实例3：采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，先经930℃退火处理，再经880℃正火处理，最后经580℃高温回火处理，制得缸式铰链梁的铸钢成品，该成品的性能指标是抗拉强度σb为967 Mpa，屈服强度σs为786Mpa，延伸率δ为15.2%，断面收缩率φ为43.4%，硬度HB298-311。

实例4：采用上述化学成分及其重量百分配比的缸式铰链梁的铸钢毛坯，先经930℃退火处理，再经880℃正火处理，最后经630℃高温回火处理，制得缸式铰链梁的铸钢成品，该成品的性能指标是抗拉强度σb为872 Mpa，屈服强度σs为802Mpa，延伸率δ为16.4%，断面收缩率φ为45.2%，硬度HB270-281。

本发明通过对适合耐高压缸体的铸钢材质的化学成分进行合理设计，有选择性地加入合金元素，例如：Cr、Ni、Mo等，采用正火加回火的热处理工艺，避免了由于适合耐高压缸体铸件尺寸较大，而无法找到合适的热处理炉进行调质处理，同时在淬火时，适合耐高压缸体铸件减少了裂纹，保证了产品质量，在十多年的试验运行过程中未发现有异常情况。