[发明专利]高强度不锈钢泵轴材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，具体是一种高强度不锈钢泵轴材料及其制造方法。

背景技术

水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵主要由泵壳、泵盖、泵轴、叶轮及密封系统组成。由于水泵的工作条件复恶劣杂、所以不同用途的水泵对部件的要求不同，包括有耐酸、耐碱、耐盐雾、耐热、耐高温等。因此，需要研究不同的不锈钢材料来满足现实的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度不锈钢泵轴材料及其制造方法。

本发明的技术方案如下：

一种高强度不锈钢泵轴材料，其特征在于：其中含有下列重量百分比的元素成分：C0.01—0.03、Mn4.3-4.5、Cr19.0—19. 8、Ni6.0-6.3、Ga1.4-1.6、Nb3.2-3.4、Mo1.6-1.8、Zn3.2-3.5、Ca0.4-0.6、Cu1.2-1.4、S、P小于0.03、余量为铁。

高强度不锈钢泵轴材料的制造方法，包括熔炼、电渣重熔、锻造，其特征在于：

（1）、熔炼：按元素含量向真空感应炉中投放生铁、废钢及各元素原料，生铁、废钢二者的重量比为1：1-1.2，在1600-1650℃下熔炼熔化后，待熔化结束后，取样分析并调整，并脱氧造渣，待分析结果符合要求后，降低出钢温度至1550-1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480-1500℃，得到电渣棒；

（2）、真空电弧重熔：先向电渣炉内加入电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通电，引弧和加入熔渣，将熔渣熔化在电炉中，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10 小时后，脱模形成圆锭；

所述的熔渣由下列重量份的原料制成：

氧化镁3-4、氧化锌1-2、硫酸铝2-3、Bi₂O₃1-2、二硼化钒5-6、秸秆灰烬1-2、铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 3-4；制备方法是将除硅烷偶联剂KH550外的其它原料混合，加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，加入硅烷偶联剂KH550研磨分散均匀即可；

（3）、锻造。

本发明不锈钢材料耐高温、耐腐蚀，力学性能好，达到高强度，使用本发明材料的不锈钢泵轴的强度Rm≥1050Mpa，能满足泵轴强度要求。

具体实施方式

一种高强度不锈钢泵轴材料，其中含有下列重量百分比的元素成分：C0.01—0.03、Mn4.3-4.5、Cr19.0—19. 8、Ni6.0-6.3、Ga1.4-1.6、Nb3.2-3.4、Mo1.6-1.8、Zn3.2-3.5、Ca0.4-0.6、Cu1.2-1.4、S、P小于0.03、余量为铁。

高强度不锈钢泵轴材料的制造方法，包括熔炼、电渣重熔、锻造：

（1）、熔炼：按元素含量向真空感应炉中投放生铁、废钢及各元素原料，生铁、废钢二者的重量比为1：1-1.2，在1600-1650℃下熔炼熔化后，待熔化结束后，取样分析并调整，并脱氧造渣，待分析结果符合要求后，降低出钢温度至1550-1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480-1500℃，得到电渣棒；

（2）、真空电弧重熔：先向电渣炉内加入电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通电，引弧和加入熔渣，将熔渣熔化在电炉中，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10 小时后，脱模形成圆锭；

所述的熔渣由下列重量份（公手）的原料制成：

氧化镁3、氧化锌2、硫酸铝2、Bi₂O₃1、二硼化钒6、秸秆灰烬2、铝粉1、硅烷偶联剂KH550 3；制备方法是将除硅烷偶联剂KH550外的其它原料混合，加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，加入硅烷偶联剂KH550研磨分散均匀即可；

（3）、锻造：将钢锭加热至1050～1100℃，进行锻造开坯或锻造锻件，再将钢坯再加热至1050～1100℃，进行轧制，然后炉冷至450℃，空冷退火处理。

本发明熔渣的脱氧、脱硫、脱磷率在65-75%之间，去除不锈钢液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化钢液提高了钢的内部质量，铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制。

经检测，本发明不锈钢材料，其抗拉强度大于1090 MPa 、屈服强度≥998Mpa；延伸率可以达到9％。另外，本发明的不锈钢材料耐热性能良好，而且其加工性能良好。进行盐雾试验（SWAAT 试验）。腐蚀试验时间设定为800 小时，材料表面没有无明显腐蚀坑。