一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.9-1.2、硅1.2-1.3、錳0.3-0.5、Ni2.0-2.5、Co1.3-1.5、Mo0.3-0.5、Cr5.7-6.2、V0.1-0.2、鈮0.005-0.008、鎢0.02-0.04、Al1.0-1.2、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明經(jīng)合理設(shè)置配比原料和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性好、沖擊韌性好、熱強(qiáng)度高、耐高溫腐蝕、抗氧化等特點；并使用部分廢鐵作為原料，使合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一；本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)閥門座。通過加入精煉劑，氣孔度降低1-2度。
【專利說明】一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合金鋼的發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業(yè)上被應(yīng)用，主要有以下類型:調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術(shù)得到很大發(fā)展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進(jìn)一步改進(jìn)，以提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會發(fā)展提供動力，任務(wù)還很艱巨。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料及其制備方法，該合金材料具有高的耐磨性和硬度，沖擊韌性高、耐高溫腐蝕的特點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.9-1.2、硅 1.2-1.3、錳 0.3-0.5、Ν?2.0-2.5、Col.3-1.5、Mo0.3-0.5、Cr5.7-6.2、V0.1-0.2、鈮 0.005-0.008、鎢 0.02-0.04、All.0-1.2、P≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0005]所述的用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)、將生鐵與廢鐵按1:1比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、Mo、鈮；(2 )錳、N1、鎢；
(3)Cr、鋁；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200_230°C /小時速率升溫至930_945°C，保溫3-4小時；再以140-160°C/小時速率降溫至630-650°C，保溫30-60分鐘；再以100_120°C /小時速率降溫至320-340°C，保溫2-3小時；再以150_170°C /小時速率升溫至520_540°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 10-12、石灰石3_4、海泡石2-3、氟硅酸鈉2-3、硝酸鈉1-2、蛭石5-6、碳化硅9_11、鈦白粉2_3、瑩石6_8、氫氧化鋁8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8_15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過使用鈮、鎢、鋁等原料組合，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性好、沖擊韌性好、熱強(qiáng)度高、耐高溫腐蝕、抗氧化等特點；并使用部分廢鐵作為原料，使合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一；本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)閥門座。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。
【具體實施方式】
[0009]一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.9-1.2、硅 1.2-1.3、錳 0.3-0.5、Ν?2.0-2.5、Col.3-1.5、Mo0.3-0.5、Cr5.7-6.2、V0.1-0.2、鈮 0.005-0.008、鎢 0.02-0.04, All.0-1.2、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0010]所述的用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料的生產(chǎn)方法為:
(I)、將生鐵與廢鐵按1:1比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2 )、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、Mo、鈮；(2 )錳、N1、鎢；
(3)Cr、鋁；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為9分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以2201:/小時速率升溫至9401:，保溫3.5小時；再以150°C /小時速率降溫至640°C，保溫50分鐘；再以11 (TC /小時速率降溫至330°C，保溫2.5小時；再以160°C /小時速率升溫至530°C，保溫2小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉4、粘土 10、石灰石3、海泡石2、氟硅酸鈉2、硝酸鈉2、蛭石5、碳化硅9、鈦白粉2、瑩石8、氫氧化鋁8、玉石粉3、蒙脫石2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1%的納米碳粉，混合均勻后，在12-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0013]本發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1334MPa，屈服強(qiáng)度969MPa，延伸率12 %，斷面收縮率22 %，沖擊吸收功48J，沖擊韌性58.9J/cm2,硬度295HB。
【權(quán)利要求】
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.9-1.2、硅 1.2-1.3、錳 0.3-0.5、Ν?2.0-2.5、Col.3-1.5、Mo0.3-0.5、Cr5.7-6.2、V0.1-0.2、鈮 0.005-0.008、鎢 0.02-0.04、All.0-1.2、P ≤ 0.030、S≤ 0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (I)、將生鐵與廢鐵按1:1比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等； (2 )、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、Mo、鈮；(2 )錳、N1、鎢；(3)Cr、鋁；(4)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-230°C /小時速率升溫至930-945°C，保溫3-4小時；再以140-160°C /小時速率降溫至630-650°C，保溫30-60分鐘；再以100_120°C /小時速率降溫至320-340°C，保溫2-3小時；再以150_170°C /小時速率升溫至520_540°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃機(jī)閥門座的合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 10-12、石灰石3-4、海泡石2-3、氟硅酸鈉2-3、硝酸鈉1-2、蛭石5-6、碳化硅9-11、鈦白粉2_3、瑩石6_8、氫氧化鋁8_10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C21D6/00GK103882329SQ201410054457
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】黃浩 申請人:蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司