[发明专利]一种锅炉给水泵用抗咬合摩擦副及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种锅炉给水泵用抗咬合摩擦副及其制备方法。

背景技术

锅炉给水泵转子部件的叶轮与定子部件的密封环，设计间隙为0.35~0.55mm，叶轮转速在3000-6000r/min范围内。给水泵运行过程中，如果组装精度不高或者介质中存在杂质（如切屑、焊渣等金属或非金属颗粒），叶轮与密封环就有可能接触，产生摩擦，进而导致咬合抱死。

目前，叶轮和密封环常用材质分别为ZG2Cr13、ZG1Cr13MoS，在给水泵的运行过程中，该摩擦副也会出现咬合抱死的情况。在各种配副方案中，最关键的问题是摩擦副材料的成分、工艺，这是材料的发明点所在。因为不同成分、工艺的摩擦副具有不同的特性和功能。

发明内容

本发明的目的是克服现有材料的不足而提供一种新型锅炉给水泵用抗咬合摩擦副材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锅炉给水泵用抗咬合摩擦副，叶轮材质由下列质量百分比的各成分组成：C 0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn 0.3-0.6，S ≤0.025，P ≤0.035，Cr 12-13.5，Ni 0.5-1.5，其余为Fe；密封环材质由下列质量百分比的各成分组成：C 0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn 0.3-0.6，S 0.25-0.32，P ≤0.035，Cr 12-14，Ni ≤0.35，Mo 0.3-0.6，其余为Fe。

一种锅炉给水泵用抗咬合摩擦副的制备方法，采用蜡模精密铸造，包括以下步骤：

步骤一  将原料按照比例置于中频感应炉中进行熔炼，之后出钢浇铸，然后进行退火，退火温度为890-910℃，保温4-4.5h；

步骤二  然后进行粗加工，之后进行调质处理，淬火温度为1035-1045℃，保温1.5-2h，油冷至室温，回火温度为660-670℃，保温3-4h，油冷至室温；

步骤三  最后精加工；

锻件密封环采用圆钢铸坯进行锻造，包括以下步骤：

步骤一  在圆钢上截取相应尺寸坯料，加热锻造，始锻温度为1180-1185℃，终锻温度为890-900℃，然后进行退火，退火温度为890-910℃，保温2.5-3h；

步骤二  然后进行粗加工，之后进行调质处理，淬火温度为995-1005℃，保温1-1.5h，油冷至室温，回火温度500-520℃，保温3-4h，空冷至室温；

步骤三  最后精加工；

所述叶轮热处理硬度控制在HB 210~260，密封环热处理硬度控制在HB 360~400。

为了提高摩擦副抗咬合性能，同时满足材料的机械强度要求，叶轮热处理硬度控制在HB 210~260；密封环由铸件改为锻件，材料组织更加致密均匀，热处理硬度控制在HB 360~400。叶轮材质C含量控制在上述区域，可以保证叶轮经调质后有足够的强度，加入一定量的Ni，可以稳定奥氏体相区，增强叶轮的抗腐蚀性能。密封环材质C含量控制在上述区域，保证密封环经调质后有足够的强度，加入S和Mo，使之形成硫化钼，在部件运转过程中产生自润滑。叶轮选用铸件，密封环选用锻件，增大了摩擦副两部件的组织差异，可以提高摩擦副的抗咬合性能。在提高摩擦副整体硬度的同时，保证两种材料的硬度差，可以有效的提高摩擦副抗咬合性能。本发明能够满足锅炉给水泵的机械性能要求，同时降低叶轮和密封环咬合抱死发生的概率，保证给水泵平稳运行，能够延长产品的使用寿命，降低设备维护的成本。本发明选用了一对不锈钢摩擦副，合理优化了合金配比和热处理工艺，提高了两种材料硬度差的同时，保证了材料的机械强度，降低了叶轮和密封环咬合抱死发生的概率。

具体实施方式

实施例1

一种锅炉给水泵用抗咬合摩擦副，叶轮材质由下列质量百分比的各成分组成：C 0.12-0.15，Si  0.3-0.8，Mn 0.3-0.6，S ≤0.025，P ≤0.035，Cr 12-13.5，Ni 0.5-1.5，其余为Fe；密封环由下列质量百分比的各成分组成：C 0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn 0.3-0.6，S 0.25-0.32，P ≤0.035，Cr 12-14，Ni ≤0.35，Mo 0.3-0.6，其余为Fe。

一种锅炉给水泵用抗咬合摩擦副的制备方法，叶轮采用蜡模精密铸造，包括以下步骤：