天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，用于解決現(xiàn)有蠕化處理蠕化成功率低、蠕化處理質(zhì)量較差的問題。本發(fā)明包括以下步驟：（1）將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；（2）將溫度為1430℃—1460℃的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；（3）扒去浮在鐵水表面的渣子，并檢測(cè)是否蠕化成功。本發(fā)明的蠕化合格率高達(dá)100%，蠕化率級(jí)別達(dá)到蠕85以上，提高了蠕化的合格率和蠕化質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天然氣動(dòng)力缸體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，天然氣的壓縮方式主要采用管道釋然汽輪機(jī)和離心式天然氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。
[0003]目前國(guó)內(nèi)、外的天然氣壓縮機(jī)主要分為高速大功率往復(fù)活塞式壓縮機(jī)和低速往復(fù)式壓縮機(jī)。其中，高速大功率往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)速η達(dá)到1000r/min、功率P達(dá)到6000kW，主要用于天然氣的集輸增壓、儲(chǔ)氣庫(kù)注氣，是天然氣勘探開發(fā)、儲(chǔ)存必不可少的設(shè)備。動(dòng)力缸是天然氣壓縮機(jī)在壓縮天然氣的過程中提供動(dòng)力的主要部件，動(dòng)力缸的質(zhì)量直接決定著天然氣壓縮機(jī)的工效。
[0004]目前的天然氣動(dòng)力缸體制造工藝技術(shù)都是采用先實(shí)施整體式缸體澆注，然后進(jìn)行后期機(jī)加工的方式生產(chǎn)。具體的工藝步驟為:先按照設(shè)計(jì)圖紙的要求制作鑄造用模具；然后采用鑄鐵的方式進(jìn)行澆注；澆注完成后對(duì)動(dòng)力缸體進(jìn)行清理；然后進(jìn)行內(nèi)外加工；對(duì)表面進(jìn)行硬化處理等后續(xù)加工處理。
[0005]現(xiàn)有HT250灰鑄鐵生產(chǎn)出來(lái)的動(dòng)力缸體的單鑄試棒抗拉強(qiáng)度為265— 285MPa，本體強(qiáng)度為255— 275MPa，石墨分布形態(tài)為片狀A(yù)型和少量片狀C型石墨，基體組織為細(xì)片狀珠光體，使得天然氣動(dòng)力缸體強(qiáng)度低，力學(xué)性能差。
[0006]并且現(xiàn)有的蠕化處理成功率較低，蠕化處理質(zhì)量較差。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，而提供一種天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，蠕化合格率高達(dá)100%，蠕化率級(jí)別達(dá)到蠕85以上，提高了蠕化的合格率和蠕化質(zhì)量，本發(fā)明蠕化后生產(chǎn)的天然氣動(dòng)力缸體單鑄試棒抗拉強(qiáng)度為350~400MPa，本體強(qiáng)度為340~380MPa,石墨分布形態(tài)為螺蟲狀石墨，基體組織為鐵素體額和珠光體。提聞了動(dòng)力缸體的力學(xué)性能，滿足了對(duì)動(dòng)力缸體的需求。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟:
(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；
(2)將溫度為1430°C— 1460°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；
(3)扒去浮在鐵水表面的渣子，并檢測(cè)蠕化處理是否成功。
[0009]進(jìn)一步地，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9:750— 800，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為 11:750-800 ο
[0010]進(jìn)一步地，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，孕育劑為鍶硅孕育劑。
[0011]進(jìn)一步地，所述鐵水的重量百分比組成為:碳3.55— 3.65 %、硅1.6 —1.8%、錳O.5—0. 6 %、磷 0—0. 06 %、硫 0—0. 02 %、鉻 O. 15—0. 25%、銅 O. 5—0. 7%、鑰 O. 15—0. 25%、 鎂 0.007—0. 009%、錸 0.025—0. 030%，其余為鐵。[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用的蠕化處理工藝，在該工藝條件下蠕化合格率高達(dá)100%，蠕化率級(jí)別達(dá)到蠕85以上，提高了蠕化的合格率和蠕化質(zhì)量，使得各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合JB/T 4403-1999 《蠕墨鑄鐵件》相關(guān)要求。[0013]采用本發(fā)明蠕化處理后的鐵水進(jìn)行澆注，生產(chǎn)出來(lái)的天然氣動(dòng)力缸體單鑄試棒抗拉強(qiáng)度為350~400MPa，本體強(qiáng)度為340~380MPa，石墨分布形態(tài)為蠕蟲狀石墨，基體組織為鐵素體額和珠光體。提高了天然氣動(dòng)力缸體的力學(xué)性能，滿足了對(duì)天然氣動(dòng)力缸體的需求。本發(fā)明不僅適用于制作天然氣動(dòng)力缸體，還能夠適用于其他鑄件的制作。[0014]本發(fā)明的鐵水的重量百分比組成為，碳3. 55— 3. 65 %、硅I. 6 —1.8%、錳O. 5—O.6 %、磷 0—0. 06 %、硫 0—0. 02 %、鉻 O. 15—0. 25%、銅 O. 5—0. 7%、鑰 O. 15—0. 25%、鎂 O.007—0. 009%、錸0.025—0. 030% ，其余為鐵，能夠滿足蠕化處理的要求?！揪唧w實(shí)施方式】[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，并不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的其他所用實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0016]天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；(2)將溫度為1430°C— 1460°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；(3)扒去浮在鐵水表面的渣子，并檢測(cè)是否蠕化成功。[0017]通過三角試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)蠕化處理是否成功，若蠕化成功，則準(zhǔn)備澆注；蠕化不成功則補(bǔ)加入蠕化劑再檢測(cè)是否蠕化成功；若蠕化還是不成功，則將鐵水進(jìn)行報(bào)廢處理，從新進(jìn)行熔煉，若成功則準(zhǔn)備澆注。[0018]三角試樣檢測(cè)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，都能明白和理解，在此不再贅述。[0019]沖入法是目前應(yīng)用最為廣泛的球化處理方法，沖入法使用的球化處理包有平底式，凹坑式和堤壩式三種蠕化裝置。堤壩式是最為常用的一種，堤壩內(nèi)的面積和壩高由處理滿包鐵液時(shí)所需要的球化劑及覆蓋材料的量而定。[0020]作為一種優(yōu)選的方式，本發(fā)明采用堤壩式蠕化裝置。[0021]進(jìn)一步地，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9 :750— 800，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為 11 :750-800 ο[0022]進(jìn)一步地，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，具有蠕化率穩(wěn)定，入量范圍寬，抗衰退能力強(qiáng)的特點(diǎn)；孕育劑為鍶硅孕育劑，它能夠提高強(qiáng)度、調(diào)整硬度、細(xì)化共晶團(tuán)、減少偏析、 促進(jìn)組織均勻化、明顯減少白口傾向等，綜合使用性能良好。重稀土蠕化劑、鍶硅孕育劑本領(lǐng)域的技術(shù)人員都能明白和理解，例如重稀土蠕化劑為龍南龍釔重稀土科技股份有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為YSBM — 2的蠕化劑，鍶硅孕育劑為荊州市紫荊特種爐料有限公司生產(chǎn)的高效復(fù)合鍶硅孕育劑（SRC)。[0023]進(jìn)一步地，所述鐵水的重量百分比組成為：碳3. 55— 3. 65 %、硅I. 6 —1.8%、錳0.5—0.6 %、磷 0—0.06 %、硫 0—0.02 %、鉻 0.15—0.25%、銅 0.5—0.7%、鑰 0.15—0.25%、鎂0.007—0.009%、錸0.025—0.030% ，其余為鐵，本發(fā)明所采用的鐵水能夠滿足蠕化處
理的要求。
[0024]制備上述成分的鐵水可以按照下面的步驟制作:
(I)準(zhǔn)備如下重量份數(shù)的原料:Q12本溪生鐵1250份、廢鋼250份、回爐鐵700份、鉻鐵4份、鑰鐵6份、銅9份、硅鐵9份；對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都能明白和理解Q12本溪生鐵，因此在此不再贅述。
[0025](2)先將鑰鐵、烙鐵加入熔煉容器的爐底，再加入Q12本溪生鐵、廢鋼、回爐鐵、硅鐵進(jìn)行熔化；先加入熔點(diǎn)較高的鑰鐵、烙鐵保證其能夠完全熔化，以免后加入熔點(diǎn)較低銅、娃鐵燒損。
[0026](3)待熔煉容器中的爐料完全熔化后升溫至13101:—13901:拔凈爐渣；
(4)爐前檢驗(yàn)，調(diào)整成分；由于回爐鐵成分有一定波動(dòng)，因此需要進(jìn)行檢驗(yàn)以滿足工藝要求。通過多功能熱分析儀主要檢驗(yàn)碳含量以及硅含量，保證含碳量位于3.55%-3.65%，若偏高補(bǔ)加廢鋼，偏低使用增碳劑；保證硅含量在1.6—1.8%，根據(jù)硅含量調(diào)整硅鐵的加入量。
[0027]由于蠕化處理過程中所加的孕育劑中含有硅鐵，所以爐前檢驗(yàn)除去了孕育劑中的含硅量0.5%，因此經(jīng)過蠕化處理之后的硅含量在2.1-2.3%。具體的說(shuō)經(jīng)過蠕化處理之后的鐵水的重量百分比組成為:碳3.55— 3.65 %，硅2.1 — 2.3%，錳0.5 — 0.6 %，磷O—
0.06 %，硫 O—0.02 %，鉻 0.15—0.25%，銅 0.5—0.7%，鑰 0.15—0.25%，鎂 0.007—0.009%,錸0.025—0.030% ，其余為鐵；而最終進(jìn)行澆注的鐵水是經(jīng)過蠕化處理之后的鐵水。
[0028](5)溫度升至1310°C — 1390°C加入銅；繼續(xù)升溫至1450°C — 1460°C后保溫5 —10分鐘并在1430°C — 1460°C出爐。有利于鐵液雜質(zhì)的凈化和爐渣的上浮，并通過扒渣除去爐渣。若時(shí)間過短則不利于凈化和爐渣的上浮，過長(zhǎng)則會(huì)增加生鐵和相應(yīng)合金的燒損，并影響鐵水的質(zhì)量。
[0029]本發(fā)明可以采用感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉鐵水，也可以選用其他電爐進(jìn)行熔煉，在此不再贅述。
[0030]本發(fā)明采用的蠕化處理工藝，在該工藝條件下蠕化合格率高達(dá)100%，蠕化率級(jí)別達(dá)到蠕85以上，提高了蠕化的合格率和蠕化質(zhì)量，使得各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合JB/T4403-1999《蠕墨鑄鐵件》相關(guān)要求。提高了蠕化的合格率。
[0031]通過試驗(yàn)，當(dāng)蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比不在9 =750—800范圍內(nèi)，孕育劑與鐵水的質(zhì)量不在11:750-800時(shí)候，試驗(yàn)8000次，蠕化成功40次，蠕化率級(jí)別為蠕75。
[0032]當(dāng)孕育劑加入到蠕化劑一側(cè)并覆蓋時(shí)，蠕化劑無(wú)法完全熔化，試驗(yàn)200次，成功O次。
[0033]當(dāng)蠕化劑量為蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9:750— 800，孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為11:750-800 ;孕育劑加入一側(cè)，蠕化劑另一側(cè)時(shí)，試驗(yàn)3000次，成功3000次。
[0034]當(dāng)沖入鐵水溫度高于1460°C時(shí)，對(duì)蠕化影響很小，但蠕化后鐵水溫度過高，距離澆注時(shí)間過長(zhǎng)，易造成蠕化失效，造成蠕化失??；若溫度低于1430°C時(shí)，蠕化劑無(wú)法完全熔化，致使蠕化不穩(wěn)定，使蠕化成功率降低。
[0035]本發(fā)明獲得天然氣缸體質(zhì)量生產(chǎn)出來(lái)的動(dòng)力缸體單鑄試棒抗拉強(qiáng)度為350~400MPa，本體強(qiáng)度為340~380MPa，石墨分布形態(tài)為蠕蟲狀石墨，基體組織為鐵素體和珠光體。提高了動(dòng)力缸體的力學(xué)性能，滿足了對(duì)動(dòng)力缸體的需求。[0036]實(shí)施例一
本實(shí)施例的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，包括以下步驟:
(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；
(2)將溫度為1450°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；
(3 )扒去浮在鐵水表面的渣子，取三角試樣檢測(cè)，檢測(cè)是否蠕化成功。[0037]進(jìn)一步地，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9:750，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為 11:750o[0038]進(jìn)一步地，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，孕育劑為鍶硅孕育劑。[0039]進(jìn)一步地，所述鐵水的重量百分比組成為:碳3.55— 3.65 %、硅1.6 — 1.8 %、錳0.5—0.6 %、磷 0—0.06 %、硫 0—0.02 %、鉻 0.15—0.25%、銅 0.5—0.7%、鑰 0.150.25%、鎂 0.007—0.009%、錸 0.025—0.030%，其余為鐵。[0040]實(shí)施例二
本實(shí)施例的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，包括以下步驟:
(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；
( 2)將溫度為1460°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；
(3 )扒去浮在鐵水表面的渣子，取三角試樣檢測(cè)，檢測(cè)是否蠕化成功。[0041]進(jìn)一步地，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9:800，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為 11:800。[0042]進(jìn)一步地，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，孕育劑為鍶硅孕育劑。[0043]進(jìn)一步地，所述鐵水的重量百分比組成為:碳3.55— 3.65 %、硅1.6 —1.8%、錳0.5—0.6 %、磷0—0.06 %、硫 0—0.02 %、鉻0.15—0.25%、銅0.5—0.7%、鑰 0.15—0.25%、鎂 0.007—0.009%、錸 0.025—0.030%，其余為鐵。[0044]實(shí)施例三
本實(shí)施例的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，包括以下步驟:
(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；
(2)將溫度為1455°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；
(3 )扒去浮在鐵水表面的渣子，取三角試樣檢測(cè)，檢測(cè)是否蠕化成功。[0045]進(jìn)一步地，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9:760，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為 11:780ο[0046]進(jìn)一步地，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，孕育劑為鍶硅孕育劑。[0047]進(jìn)一步地，所述鐵水的重量百分比組成為:碳3.55— 3.65 %、硅1.6 —1.8%、錳0.5—0.6 %、磷0—0.06 %、硫 0—0.02 %、鉻0.15—0.25%、銅0.5—0.7%、鑰 0.15—0.25%、鎂 0.007—0.009%、錸 0.025—0.030%，其余為鐵。[0048]實(shí)施例五
本實(shí)施例的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，包括以下步驟:
(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；
(2)將溫度為1458°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；(3 )扒去浮在鐵水表面的渣子，取三角試樣檢測(cè)，檢測(cè)是否蠕化成功。
[0049]進(jìn)一步地，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9:770，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為 11:790ο
[0050]進(jìn)一步地，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，孕育劑為鍶硅孕育劑。
[0051]進(jìn)一步地，所述鐵水的重量百分比組成為:碳3.55— 3.65 %、硅1.6 —1.8%、錳
0.5—0.6 %、磷0—0.06 %、硫 0—0.02 %、鉻0.15—0.25%、銅0.5—0.7%、鑰 0.15—0.25%、鎂 0.007—0.009%、錸 0.02`5—0.030%，其余為鐵。
【權(quán)利要求】
1.天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)將蠕化劑加入到蠕化裝置的一側(cè)，孕育劑加入到蠕化裝置的另一側(cè)；(2)將溫度為1430°C— 1460°C的鐵水沖入到裝有孕育劑一側(cè)的蠕化裝置中；(3)扒去浮在鐵水表面的渣子，并檢測(cè)蠕化處理是否成功。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，其特征在于，所述蠕化劑與鐵水的質(zhì)量比為9 :750— 800，所述的孕育劑與鐵水的質(zhì)量比為11 :750— 800。
3.根據(jù)權(quán)利要求1一2任一所述的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，其特征在于，所述的蠕化劑為重稀土蠕化劑，孕育劑為鍶硅孕育劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣動(dòng)力缸體的蠕化處理工藝，其特征在于，所述鐵水的重量百分比組成為：碳 3. 55—3. 65 %、硅 I. 6—1.8%、錳 O. 5—O. 6 %、磷O—0.06 %、硫0—O.02 %、鉻 O. 15—0. 25%、銅 O. 5—0. 7%、鑰 O. 15—0. 25%、鎂 0.007—0. 009%、錸 0.025—O.030% ，其余為鐵。
【文檔編號(hào)】C22C37/10GK103556034SQ201310569710
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李振波, 劉銳, 張前, 李榮飛, 張鈺, 廖渝隆, 朱文武, 吳中麒, 譚昭金, 楊鵬, 劉明星, 姜超, 譚學(xué)木, 段悅洪, 李勝, 鐘明春, 李健, 凌波 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力總廠成都?jí)嚎s機(jī)廠