一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料的制作方法

　　【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由下列重量份的原料制成：廢鋼（鐵含量不小于98％）65-68、Z18生鐵2-3、碳0.39-0.4、結(jié)晶硅0.4-0.45、鉻22-23、電解鎳12-13、鈰0.02-0.023、鋁5-5.2、錳1.2-1.3、硅化鈣0.8-0.86、鈣質(zhì)頁巖0.25-0.3、鋼渣粉0.6-0.7、光伏電池加工廢砂0.3-0.4、桃膠0.2-0.24、雜質(zhì)≤0.01。本發(fā)明通過一系列的處理工藝制成的材料具有良好的高溫屈服強(qiáng)度和高溫抗壓強(qiáng)度，耐腐蝕能力佳，非常適合汽車變速箱等零部件生產(chǎn)。

　　【專利說明】

　　一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　[0001]本發(fā)明涉及鑄造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]汽車車橋是汽車關(guān)鍵零部件之一，它既是傳動系的組成部分，也是行駛系的重要組成部分。汽車橋殼作為車橋的主體部分，是保證汽車正常運(yùn)行和使用壽命的關(guān)鍵部件，所以對其機(jī)械強(qiáng)度、剛度和耐疲勞性能等都有較高要求。橋殼生產(chǎn)成本約占驅(qū)動橋總成本的百分之三十。特別是重型汽車在工作時(shí)由于道路及工況惡劣，橋殼承受著強(qiáng)烈的沖擊載荷，對橋殼的品質(zhì)要求更高。板焊橋殼由于受自身結(jié)構(gòu)及焊接工藝的限制，在使用過程中容易發(fā)生變形，出現(xiàn)漏油和裂紋等現(xiàn)象，難以滿足重型汽車的工作需要。為此，為了滿足了汽車承載量增加的需要，尤其是重型汽車的需求，需要研發(fā)一種鑄鋼材料，滿足汽車車橋的需要，同時(shí)可以取得一定的經(jīng)濟(jì)和社會效益。鑄態(tài)鑄鋼的強(qiáng)度硬度很低、沖擊性較差，無法滿足材料的使用要求，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以確保高強(qiáng)韌低合金鑄鋼的安全應(yīng)用，同時(shí)利用熱處理工藝挖掘鑄鋼潛能，拓展其應(yīng)用范圍。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料。

　　[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:

　　一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )65-68、Z18生鐵2-3、碳0.39-0.4、結(jié)晶硅0.4-0.45、鉻22-23、電解鎳 12-13、鈰0.02-0.023、鋁5-5.2、錳1.2-1.3、硅化鈣0.8-0.86、鈣質(zhì)頁巖0.25-0.3、鋼渣粉0.6-0.7、光伏電池加工廢砂0.3-0.4、桃膠0.2-0.24、雜質(zhì)< 0.0I。

　　[0005]所述一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由以下具體步驟制備而成:

　　(1)將所有工具和模具在250°C條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；

　　(2)將鈣質(zhì)頁巖破碎成小顆粒后與光伏電池加工廢砂混合，放入球磨機(jī)中干磨40分鐘，過200目篩，然后與硅化鈣與鋼渣粉混合，繼續(xù)球磨30分鐘，形成混合粉末;將桃膠加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成粘液后混合粉末共同送入造粒機(jī)中，攪拌15分鐘后擠出造粒;將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥20分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時(shí)，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；

　　(3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟

　　(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；

　　(4 )鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。

　　[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過科學(xué)合理的成分配比，采用廢鋼作為主要鐵基材料，通過預(yù)先機(jī)械合金化的方法，實(shí)現(xiàn)了鐵、碳、硅元素的復(fù)合;在鑄鋼的制備工藝中通過添加硅化鈣等成分通過適當(dāng)?shù)墓に囍瞥删哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)的復(fù)合脫氧劑，能夠快速與鋼水反應(yīng)，具有良好的脫氧、脫硫、增碳的效果，同時(shí)可改善鋼水流動性，有效去除鋼水中夾雜物，提高鋼水純凈度;再通過合理便捷的熱處理工藝，獲得一種強(qiáng)度高、塑性好、低溫韌性佳的綜合性能尚的鑄鋼材料。

　　[0007]本發(fā)明在鑄鋼的過程中添加高含量的鉻、鎳成分，配合添加適量的鋁元素，使得固溶強(qiáng)化增強(qiáng)，可以在鋼中析出鎳-鋁金屬間化合物，從而可提高材料的硬度、熱強(qiáng)性、高溫抗氧化性;添加稀土鈰元素可降低腐蝕速率，通過一系列的處理工藝制成的材料具有良好的高溫屈服強(qiáng)度和高溫抗壓強(qiáng)度，耐腐蝕能力佳，非常適合汽車變速箱等零部件生產(chǎn)。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0008]—種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )65、Z18生鐵2、碳0.39、結(jié)晶硅0.4、鉻22、電解鎳12、鈰0.02、鋁5、錳1.2、硅化鈣0.8、鈣質(zhì)頁巖0.25、鋼渣粉0.6、光伏電池加工廢砂0.3、桃膠0.2、雜質(zhì)< 0.0I。

　　[0009]所述一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，由以下具體步驟制備而成:

　　(1)將所有工具和模具在250°C條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯；

　　(2)將鈣質(zhì)頁巖破碎成小顆粒后與光伏電池加工廢砂混合，放入球磨機(jī)中干磨40分鐘，過200目篩，然后與硅化鈣與鋼渣粉混合，繼續(xù)球磨30分鐘，形成混合粉末;將桃膠加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成粘液后混合粉末共同送入造粒機(jī)中，攪拌15分鐘后擠出造粒;將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥20分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時(shí)，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑；

　　(3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中；

　　(4 )鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。

　　[0010]本發(fā)明產(chǎn)品依據(jù)QC/T533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)方法》和QC/T534-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)》進(jìn)行臺架試驗(yàn)，其垂直彎曲疲勞壽命試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)大于等于80萬次，垂直彎曲靜強(qiáng)度試驗(yàn)極限載荷大于等于800KN，均符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1.一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:廢鋼(鐵含量不小于98% )65-68、Z18生鐵2-3、碳0.39-0.4、結(jié)晶硅0.4-0.45、鉻22-23、電解鎳 12-13、鈰0.02-0.023、鋁5-5.2、錳1.2-1.3、硅化鈣0.8-0.86、鈣質(zhì)頁巖0.25-0.3、鋼渣粉0.6-0.7,光伏電池加工廢砂0.3-0.4、桃膠0.2-0.24、雜質(zhì)< 0.0I。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種耐高溫腐蝕性佳的鐵鉻鎳合金鋼材料，其特征在于，由以下具體步驟制備而成: (1)將所有工具和模具在250°C條件下進(jìn)行加熱處理，取出后備用；將廢鋼、Z18生鐵、碳、結(jié)晶硅分別進(jìn)行破碎成小顆粒，然后放入球磨機(jī)中，在通入氬氣狀態(tài)下球磨4小時(shí)，得到復(fù)合粉;向真空感應(yīng)電爐中投入復(fù)合粉，升溫加熱至完全熔融，然后熱乳，冷卻后制成鋼坯； (2)將鈣質(zhì)頁巖破碎成小顆粒后與光伏電池加工廢砂混合，放入球磨機(jī)中干磨40分鐘，過200目篩，然后與硅化鈣與鋼渣粉混合，繼續(xù)球磨30分鐘，形成混合粉末;將桃膠加入3倍量的水中，邊攪拌邊加熱至60°C至完全溶解形成粘液后混合粉末共同送入造粒機(jī)中，攪拌15分鐘后擠出造粒;將顆粒送入烘箱以120°C的溫度干燥20分鐘后送入燒結(jié)爐中以10°C/分鐘速率升溫至450°C，燒結(jié)2小時(shí)，取出冷卻至室溫，得到混合脫氧劑； (3)將步驟(I)得到的鋼坯放入中頻感應(yīng)電爐中加熱至熔融狀態(tài)，保溫I小時(shí)后扒除爐渣，待爐料溶清后，加入其余剩余成分進(jìn)行熔煉，將溫度升到1630-1660°C后出鋼，加入步驟(2)得到的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行最終脫氧，再進(jìn)行除渣，在溫度達(dá)到1550°C后將混合鋼液澆入預(yù)先做好的砂型中； (4)鑄件經(jīng)開箱、清砂后進(jìn)行熱處理，把鑄件送入充滿氮?dú)獾南涫诫娮锠t中加熱到880°C，保溫60分鐘，然后將鑄件取出空冷，待冷卻至室溫后繼續(xù)送入箱式電阻爐中回火，加熱到580 0C保溫90分鐘，取出空冷至室溫即得。

　　【文檔編號】C22C33/00GK105986164SQ201511011282

　　【公開日】2016年10月5日

　　【申請日】2015年12月30日

　　【發(fā)明人】楊賢亮

　　【申請人】安徽悅眾車身裝備有限公司