[发明专利]镍基合金、浮封环、工程机械及浮封环的制造方法

说明书

本发明提供了一种镍基合金、浮封环、工程机械及浮封环的制造方法，以重量百分比计，该镍基合金包括：0.6％‑1.0％的C，3.75％‑5.5％的Si，12.0％‑15.0％的Cr，2.3％‑2.9％的B，2.0％‑5.5％的Fe，余量为Ni和不可避免的杂质。浮封环由上述镍基合金制成。本发明提供的镍基合金具有较高的硬度、更优异的耐磨性和更高的耐腐蚀性，由此镍基合金制成的浮封环能够更好地适应盐碱地或浅海等苛刻腐蚀工况下的使用需求，解决了现有技术中浮封环材料的性能不足以应对苛刻腐蚀工况的缺陷。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种镍基合金、浮封环、工程机械及浮封环的制造方法。

背景技术

浮动油封属于动密封中机械密封的一种，具有耐磨、端面磨损后能自动补偿、工作可靠和结构简单等优点，主要应用于低速重载的场合。如图1所示，浮动油封由两个浮封环100和两个O型密封圈200组成，其密封原理是：O型密封圈200在浮封环100的支撑下与浮封座内腔形成封闭空间，旋转时两个浮封环100的密封端面紧密配合并相对滑动，以实现密封。

现有技术中，很多浮封环采用高镍合金、镍铬合金铸铁等镍合金材料制成。然而，在盐碱地或浅海等苛刻腐蚀工况下，现有镍合金材料的耐磨性和耐腐蚀性等性能还是有所不足，导致浮封环使用寿命较短。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中浮封环材料的性能不足以应对苛刻腐蚀工况的缺陷，从而提供一种镍基合金、浮封环、工程机械及浮封环的制造方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种镍基合金，以重量百分比计，包括：0.6％-1.0％的C，3.75％-5.5％的Si，12.0％-15.0％的Cr，2.3％-2.9％的B，2.0％-5.5％的Fe，余量为Ni和不可避免的杂质。

上述镍基合金中，Ni是最多构成元素，具有抗腐蚀、硬度高和摩擦系数低等特点，可与Si、Fe、Cr等元素形成固溶强化相，提高镍基合金的硬度；Si能够在Ni表面产生相当稳定的氧化膜，以使镍基合金具有较高的抗应力腐蚀以及抗点蚀能力，且具有优异的成形性，以及良好的抗高温脆性；Cr赋予Ni在氧化条件下的抗蚀能力，以及高温下的抗氧化、抗硫化的能力；B可形成多种显微硬度很高的硼化物，增强镍基合金的硬度和耐磨性；Fe可以和Ni互溶，替代部分Ni，降低成本，同时和Ni形成固溶体，增强合金硬度和耐磨性；C和Cr、Fe等元素形成硬度高、耐磨性好的碳化物，C的含量要与Cr和Fe在最佳配比时候，才能最大限度发挥强化作用。需强调地，C的含量超过1％时，易出现C析出而使镍基合金具有高度脆性，进而导致镍基合金易断裂、使用寿命低。

本发明通过上述含量的C、Si、Cr、B、Fe和Ni各组分之间的配合作用，提高了镍基合金的性能，制备所得的镍基合金具有较高的硬度、更优异的耐磨性和更高的耐腐蚀性，能够更好地适应盐碱地或浅海等苛刻腐蚀工况下的使用需求。

本发明所述镍基合金中C的重量百分比为0.6％-1.0％，例如0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所述镍基合金中Si的重量百分比为3.75％-5.5％，例如3.75％、4％、4.25％、4.5％、4.75％、5％、5.25％、5.5％或5.75％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所述镍基合金中Cr的重量百分比为12.0％-15.0％，例如12.0％、12.5％、13.0％、13.5％、14.0％、14.5％或15.0％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所述镍基合金中B的重量百分比为2.3％-2.9％，例如2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％或2.9％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。