[发明专利]一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于气缸套技术领域，涉及一种贝氏体气缸套内衬及其制备方法。

背景技术

气缸套是泥浆泵的关键零件之一，目前其材质多为普通碳钢或合金中碳钢做外衬，内衬为高铬（Cr＞13%）白口铸铁，该类气缸套内衬主要是依靠熔炼和热处理形成回火马氏体+碳化物来满足强度、耐磨性的要求，冲击韧性较差，例：日本栗本铁工含铬10-15%的CI×ZL型号的球磨机衬板的性能：抗拉强度Rm＞750MPa、冲击韧性ak＞4J/cm2。目前，国内外的双金属缸套内衬铸铁产品几乎都是高铬白口铸铁，随着泥浆泵的发展，内衬材料的强度、耐磨的要求更高，因此开发泥浆泵高强度耐磨内衬材料是一个急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的提供一种耐磨性好、强度高的贝氏体气缸套内衬及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种贝氏体气缸套内衬，按质量百分比计，内衬的组成为：C：0.75-0.95%，Si：1.45-1.65%，P：＜0.02%，S：＜0.023%，Mn：1.85-1.95%，Mo：0.2-0.25%,Cr：1.5-1.55%，Co1.5-1.6%，V：0.1-0.3%,AL＜0.3%，余量为铁。

贝氏体气缸套内衬的制备方法，包括以下步骤：（1）按照各成分如下质量百分比进行配料：C：0.75-0.95%，Si：1.45-1.65%，P：＜0.02%，S：＜0.023%，Mn：1.85-1.95%，Mo：0.2-0.25%，Cr：1.5-1.55%，Co1.5-1.6%，V：0.1-0.3%,AL＜0.3%，余量为铁；

（2）熔炼成钢管；

（3）钢管机加工为内衬，留0.6mm余量；

（4）内衬送入中性炉于890-910℃下保温，保温时间为2.5-3min/mm（内衬壁厚）；然后淬入125-150℃淬火液进行等温淬火，保温30-35min；

（5）淬火后的内衬放入100-120℃等温油炉中回火，回火时间至少4小时。

淬火液优选好富顿MT355型号等温淬火油。

本发明对内衬的成分进行了调整，其中Mn、Cr提高奥氏体稳定性，Mo消除P在晶界上的偏析、消除回火脆性，Si阻碍碳化物沉淀，Co提高r→a（奥氏体向铁素体转变）的自由能从而缩短贝氏体的形成时间，C共析钢的碳量是为了降低Bs点。

本发明的内衬在制备时先用通过中性气氛加热进行奥氏体化、然后通过等温淬火获得组织为下贝氏体和残余奥氏体膜，最后通过低温回火，使此材料凸显出它的强度高、冲击韧性高、耐磨的优越性，这是在发现高铬白口铸铁和球墨铸铁（ADI）内衬材料后，首次作为内衬材料的低温形成的高强度贝氏体钢，制得的内衬的组织为下贝氏体和残余奥氏体膜，贝氏体片厚为：20-40nm，其片间为残余奥氏体膜；内衬材料性能如下：硬度为HV＞550，Rm＞1.5Gpa，ak＞30J/cm²，将其应用于钻井机上，使用效果优良。

本发明的贝氏体气缸套内衬相对于现有的泥浆泵内衬材料，具有以下优点：耐磨性好、强度高、冲击韧性高；制备工艺简单、稳定。

附图说明

图1为本发明回火后气缸套内衬的金相组织。

具体实施方式

实施例1

按质量百分比计，内衬的组成：

C：0.9%； Si：1.6%； P：0.015%； S：0.013%； Mn：1.92%； Mo：0.21%；Cr：1.51%； Co：1.56%； V：0.12%； AL:0.09%

制备：

（1）按照各成分如下质量百分比进行配料； 

（2）熔炼成钢管；

（3）钢管机加工为内衬，留0.6mm余量；

（4）内衬送入中性炉于890℃下保温，保温时间为3min/mm（内衬壁厚）；然后淬入125℃淬火液，保温35min；

（5）淬火后的内衬放入100℃等温油炉中回火得到贝氏体气缸套内衬，回火时间4小时。所得贝氏体气缸套内衬机械性能：硬度：610HV，Rm:1.62Gpa，ak:35J/cm²。所得贝氏体气缸套内衬的金相组织如图1所示，由图1看出，该内衬的组织为贝氏体。

实施例2

按质量百分比计，内衬的组成：

C：0.75%； Si：1.65%； P：0.01%； S：0.02%； Mn：1.95%； Mo：0.2%；Cr：1.55%； Co：1.51%； V：0.3%； AL:0.2%