專利名稱：一種充水式潛水電泵的軸及其軸材的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充水式潛水電泵的軸及其軸材的制作工藝。
背景技術(shù)：
目前充水式電機(jī)的軸一般采用調(diào)質(zhì)料表面鍍硬鉻，其成本比較高，并且電鍍和熱處理都是高污染、高耗能行業(yè)。目前的lCrl3(現(xiàn)為12 Crl3)棒材鋼廠一般都是在熱軋后經(jīng)退火供應(yīng)市場(chǎng)，用戶再根據(jù)需要熱處理后加工使用，即在鋼廠和用戶各有一道熱處理工序，工序比較繁瑣，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、且使用效果好的充水式潛水電泵的軸及其加工制作工藝。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種充水式潛水電泵的軸，其關(guān)鍵技術(shù)在于所述軸的材質(zhì)為lCrl3熱軋空冷棒材。上述lCrl3熱軋空冷棒材的制作工藝，其是將lCrl3坯料熱軋成棒材后直接在空氣中冷卻即可。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明中潛水電泵的軸采用lCrl3熱軋空冷棒材可以免去兩道熱處理工序，直接從鋼廠購回lCrl3熱軋空冷材加工即可，每噸料可以省下大約2500元左右的熱處理費(fèi)用，由于強(qiáng)度高可以節(jié)材15-20%，并且免于這兩道熱處理工序之間的周轉(zhuǎn)，提高了生產(chǎn)效率；經(jīng)過大量的生產(chǎn)試驗(yàn)和理論證明，該材質(zhì)的軸的力學(xué)性能滿足使用要求，與目前采用45號(hào)鋼制作的軸使用起來沒有差別。長(zhǎng)期以來，lCrl3棒材鋼廠一般都是在熱軋后經(jīng)退火供應(yīng)市場(chǎng)，用戶再根據(jù)需要熱處理后加工使用，本行業(yè)的技術(shù)人員已經(jīng)形成了這種普遍的認(rèn)識(shí)，而本發(fā)明創(chuàng)造性的省去了退火和用戶的熱處理工序，lCrl3熱軋后使其在空氣中冷卻即可，并且還能達(dá)到原來的技術(shù)效果，保證其使用性能，克服了技術(shù)偏見，取得了意想不到的技術(shù)效果。


圖I是試樣I的金相 圖2是試樣2的金相圖。
具體實(shí)施例方式下面我們隊(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。對(duì)ICr 13熱軋空冷軸材我們進(jìn)行了大量的研究，目前，國(guó)內(nèi)鋼廠沒有直接向外供應(yīng)過lCrl3熱軋空冷材的先例，自然用戶也沒有直接使用過。我們也沒有查到過對(duì)這種材料作系統(tǒng)力學(xué)試驗(yàn)的資料，更沒有查閱到關(guān)于它的金相組織的有關(guān)記載。
我們出于生產(chǎn)需要先對(duì)這個(gè)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論探討，對(duì)這種材料可能的力學(xué)性能和金相做了預(yù)測(cè)。然后進(jìn)行了多次傳統(tǒng)力學(xué)試驗(yàn)，幾次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)都有重復(fù)性，又進(jìn)行了一種特殊的韌性試驗(yàn)，也具有重復(fù)性。這些試驗(yàn)是在不同直徑的棒材上取樣的。接著進(jìn)行了金相試驗(yàn)，獲知了其金相組織，從而建立了組織和性能的聯(lián)系。再用這種軸材裝在潛水電泵上進(jìn)行了多次型式試驗(yàn)，看不出45號(hào)鋼為軸和lCrl3熱軋空冷材料坐軸對(duì)電機(jī)性能的影響有什么差別；從異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理也可以推出這個(gè)結(jié)論。通過大量的試驗(yàn)，我們測(cè)得本lCrl3熱軋空冷軸材的力學(xué)性能和金相如下
硬度HRC41-43，強(qiáng)度O > 1250MPa，斷后伸長(zhǎng)率7. 5%，斷面收縮率14%，沖擊功
Aku=IOOJ,并且對(duì)于厚3 mm，寬5 mm長(zhǎng)片 直折成90°無裂紋，其韌性良好。通過檢測(cè)其基本金相組織為低碳馬氏體。首先從理論上分析其良好的力學(xué)性能和金相組織的機(jī)理
I、lCrl3熱軋后能借助余熱在空氣中淬上火，其本質(zhì)上屬于形變熱處理的產(chǎn)物，形變熱處理的效果是強(qiáng)度增高，韌性數(shù)值降低不大以及高的抗回火穩(wěn)定性。并且由于其含碳量比較低，不可能形成高碳馬氏體。2、整個(gè)冷卻和馬氏體相變過程都是在空氣中完成，既非水淬又非油淬，冷卻和相變過程緩和、應(yīng)力小。3、機(jī)械業(yè)界公認(rèn)結(jié)構(gòu)鋼零件在調(diào)質(zhì)態(tài)下使用韌性有余、強(qiáng)度不足，未能發(fā)揮材料的強(qiáng)度潛力。材料的韌性用沖擊試驗(yàn)值來衡量是不確切的，在動(dòng)負(fù)荷下工作的金屬部件實(shí)際上很少碰到因受一次超載沖擊而破壞的工況，絕大多數(shù)是受小能量的多次重復(fù)沖擊，材料承受多次重復(fù)沖擊的能力主要取決于強(qiáng)度。而泵類工作機(jī)受猛烈沖擊的情況幾乎沒有。4、長(zhǎng)途運(yùn)輸中的振動(dòng)、批量進(jìn)貨后的存放以及隨后的工藝過程都形成事實(shí)上的時(shí)效。因此，從機(jī)理上來說本材質(zhì)的軸能符合使用要求。并且由于硬度適中，在普遍使用硬質(zhì)合金刀具的條件下，沒有加工困難。而這種硬度又宜于做滑動(dòng)軸承軸頸及泵類填料密封摩擦副和機(jī)械密封動(dòng)環(huán)密封點(diǎn)。下面我們通過試驗(yàn)來驗(yàn)證本發(fā)明的所具有的力學(xué)性能
力學(xué)試驗(yàn)例I
我們把lCrl3熱軋空冷棒材試樣送到上海質(zhì)檢中心做拉伸試驗(yàn)，檢測(cè)依據(jù)是GB/T
228-2002，檢驗(yàn)時(shí)選擇了拉伸試樣3件，環(huán)境溫度是18°C，
經(jīng)檢測(cè)3個(gè)樣品的數(shù)據(jù)如下表I:
編號(hào) Rd0. 2 Rm_ A_Z_
1# 890MPa 1320 775 " 12. 5%
2# 905MPa~ 1310 7.0 14.5%
3# |900MPa 11320 丨8. 5% |l8. 5% "
從檢驗(yàn)結(jié)果來看其性能指標(biāo)完全滿足充水式潛水電泵軸材的使用要求。力學(xué)試驗(yàn)例2
我們把本軸材制作的軸拿到長(zhǎng)城特殊鋼廠第一分廠實(shí)驗(yàn)室做了分析，數(shù)據(jù)如下表2
權(quán)利要求
1.一種充水式潛水電泵的軸，其特征在于所述軸的材質(zhì)為lCrl3熱軋空冷棒材。
2.權(quán)利要求I所述的lCrl3熱軋空冷棒材的制作工藝，其特征在于將lCrl3熱軋成棒材后直接在空氣中冷卻即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種充水式潛水電泵的軸及其軸材的制作工藝，軸的材質(zhì)為1Cr13熱軋空冷棒材。所述1Cr13熱軋空冷棒材的制作工藝是將1Cr13熱軋成棒材后直接在空氣中冷卻即可。本發(fā)明中潛水電泵的軸采用1Cr13熱軋空冷棒材可以免去兩道熱處理工序，每噸料可以省下大約2500元左右的熱處理費(fèi)用，由于強(qiáng)度高可以節(jié)材15-20％，并且免于這兩道熱處理工序之間的周轉(zhuǎn)，提高了生產(chǎn)效率；經(jīng)過大量的生產(chǎn)試驗(yàn)和理論證明，該材質(zhì)的軸的力學(xué)性能滿足使用要求，與目前采用45號(hào)鋼制作的軸使用起來沒有差別。
文檔編號(hào)B21B1/16GK102767532SQ20121028307
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者呂英輝, 唐允平, 楊華克 申請(qǐng)人:河北臨泉泵業(yè)有限公司