[发明专利]硭硝矿井缸套材质

说明书

技术领域

本发明涉及缸套材质，具体涉及一种硭硝矿井缸套材质。

背景技术

苏北洪泽地区地下硭硝资源十分丰富，经勘察目前的储存量为世界之最，地下硭硝呈固状态，开采时，先用高压热水通过井管强行注入地下，将固体硭硝溶化成液体，再通过井管抽到地面提炼。抽出液体时是通过井口的大型电动机带动泵工作的，泵有缸套、活塞和环组成，在活塞的底部设有活动阀门，下行时活塞的阀门打开，上行时活塞的阀门关闭，将活塞中的液体硭硝抽出地面，反复循环将地下液体硭硝源源不断抽出。由于硭硝通过热水的溶化，由固体变为液体，液体的硭硝中含有大量的砂石和硬质杂物，对井口的泵中缸套磨损十分厉害，采用常规的缸套几乎24小时需更换新的缸套，不但成本费用巨高，更重要的是更换缸套需停机，延误生产效率。

发明内容

本发明提供一种硭硝矿井缸套材质，采用该缸套材质制造硭硝矿井缸套，具有高耐磨的性能，显著的延长了缸套的使用寿命，降低了生产成本，提高效率。

本发明的技术解决方案是该缸套中含有以下合金元素：C 3.0～3.3％；Si 2.1～2.4％；Mn 0.8～1.1％；P 0.1～0.2％；S 0.02～0.08％；Ti 0.35～0.45％；Sb 0.2～0.4％；Cu 0.8～1.1％；Cr 0.25～0.35％；Fe 90.62～92.38％。

本发明缸套制造工艺方法是：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。

本发明具有以下优点：①在铸铁溶液中加入Ti和Sb合成颗粒，颗粒弥散均匀，缸套的组织致密，热稳定性好，具有优异的耐磨性能以及抗腐蚀能力；②Ti和Sb合成颗粒的方法流程简单，成本低，易于实现产业化生产；③Ti和Sb是强烈石墨化元素，具有细化石墨珠光体的作用，形成特别稳定的高强度的含Ti和Sb的化合物，弥散均匀分散在铸铁缸套的基体中，增强耐磨性。④通过两次孕育进一步细化金相组织，增强机械性能；⑤利用出模毛坯的余热淬火，使其转变为下贝氏体组织，使发动机更进一部提高其耐磨性，适应矿井恶劣环境工作。

具体实施方式

例1：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，其中C3.0％：Si 2.1％；Mn 0.8％；P 0.1％；S 0.02％；Cu 0.8％；Cr 0.25％；Fe 92.38％，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，其中Ti 0.35％、Sb 0.2％，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。

例2：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，其中C3.3％；Si 2.4％；Mn 1.1％；P 0.2％；S 0.08％；Cu 1.1％；Cr 0.35％；Fe 90.62％，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，其中Ti 0.45％、Sb 0.4％，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。

例3：首先将Ti和Sb加工成合成颗粒为2-3mm备用；然后合金按比例配料熔炼，其中C3.15％；Si 2.25％；Mn 0.95％；P 0.15％；S 0.05％；Cu 0.95％；Cr 0.3％；Fe 91.5％，熔炼温度达1550℃时按比例加入合成颗粒，其中Ti 0.4％、Sb 0.3％，颗粒加入后净化6分钟，然后进行两次孕育，先将孕育剂在大包中孕育，再在浇注包中孕育；浇注温度为1350℃～1320℃；浇注速度为2kg/s；冷却强度为水冷120秒；毛坯出模后600℃左右时放入溶液中淬火，使缸套的金相组织转变为下贝氏体。

在HT300铸铁材质的溶液中引入Ti和Sb合成颗粒形成的缸套，抗拉强度大于300MPa，硬度大于HB 310。其耐磨性在原有矿井泵中缸套基础上提高了20倍以上，显著的降低了生产成本，产量大幅度的增加。