一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料技術領域，具體涉及一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鍋爐給水泵轉子部件的葉輪與定子部件的密封環，設計間隙為0.35-0.55mm，葉輪轉速在3000-6000r/min范圍內。給水泵運行過程中，如果組裝精度不高或者介質中存在雜質(如切肩、焊渣等金屬或非金屬顆粒)，葉輪與密封環就有可能接觸，產生摩擦，進而導致咬合抱死。
[0003]目前，葉輪和密封環常用材質分別為ZG2Crl3、ZGlCrl3MoS，在給水泵的運行過程中，該摩擦副也會出現咬合抱死的情況。在各種配副方案中，最關鍵的問題是摩擦副材料的成分、工藝，這是材料的發明點所在。因為不同成分、工藝的摩擦副具有不同的特性和功能。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是克服現有材料的不足而提供一種新型鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副材料及其制備方法。
[0005]為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副，葉輪材質由下列質量百分比的各成分組成:C0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn 0.3-0.6，S 彡 0.025，P 彡 0.035，Cr 12-13.5，Ni 0.5-1.5，其余為Fe ;密封環材質由下列質量百分比的各成分組成:C 0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn
0.3-0.6，S 0.25-0.32，P 彡 0.035，Cr 12-14，Ni ( 0.35，Mo 0.3-0.6，其余為 Fe。
[0006]一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副的制備方法，采用蠟模精密鑄造，包括以下步驟:
步驟一將原料按照比例置于中頻感應爐中進行熔煉，之后出鋼澆鑄，然后進行退火，退火溫度為890-910 °C，保溫4-4.5h ；
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為1035-1045 °C，保溫
1.5-2h，油冷至室溫，回火溫度為660-670°C，保溫3_4h，油冷至室溫；
步驟二最后精加工；
鍛件密封環采用圓鋼鑄坯進行鍛造，包括以下步驟:
步驟一在圓鋼上截取相應尺寸坯料，加熱鍛造，始鍛溫度為1180-1185 °C，終鍛溫度為890-900°C，然后進行退火，退火溫度為890-910°C，保溫2.5_3h ；
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為995-1005°C，保溫1-1.5h，油冷至室溫，回火溫度500-520°C，保溫3-4h，空冷至室溫；
步驟二最后精加工；
所述葉輪熱處理硬度控制在HB 210~260，密封環熱處理硬度控制在HB 360~400。
[0007]為了提高摩擦副抗咬合性能，同時滿足材料的機械強度要求，葉輪熱處理硬度控制在HB 210-260 ;密封環由鑄件改為鍛件，材料組織更加致密均勻，熱處理硬度控制在HB360~400。葉輪材質C含量控制在上述區域，可以保證葉輪經調質后有足夠的強度，加入一定量的Ni，可以穩定奧氏體相區，增強葉輪的抗腐蝕性能。密封環材質C含量控制在上述區域，保證密封環經調質后有足夠的強度，加入S和Mo，使之形成硫化鉬，在部件運轉過程中產生自潤滑。葉輪選用鑄件，密封環選用鍛件，增大了摩擦副兩部件的組織差異，可以提高摩擦副的抗咬合性能。在提高摩擦副整體硬度的同時，保證兩種材料的硬度差，可以有效的提高摩擦副抗咬合性能。本發明能夠滿足鍋爐給水泵的機械性能要求，同時降低葉輪和密封環咬合抱死發生的概率，保證給水泵平穩運行，能夠延長產品的使用壽命，降低設備維護的成本。本發明選用了一對不銹鋼摩擦副，合理優化了合金配比和熱處理工藝，提高了兩種材料硬度差的同時，保證了材料的機械強度，降低了葉輪和密封環咬合抱死發生的概率。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副，葉輪材質由下列質量百分比的各成分組成:C0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn 0.3-0.6，S 彡 0.025，P 彡 0.035，Cr 12-13.5，Ni 0.5-1.5，其余為Fe ;密封環由下列質量百分比的各成分組成:C 0.12-0.15，Si 0.3-0.8，Mn
0.3-0.6，S 0.25-0.32，P 彡 0.035，Cr 12-14，Ni ( 0.35，Mo 0.3-0.6，其余為 Fe。
[0009]一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副的制備方法，葉輪采用蠟模精密鑄造，包括以下步驟:
步驟一將原料按照比例置于中頻感應爐中進行熔煉，之后出鋼澆鑄，然后進行退火，退火溫度為890-910 °C，保溫4-4.5h ；
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為1035-1045 °C，保溫
1.5-2h，油冷至室溫，回火溫度為660-670°C，保溫3_4h，油冷至室溫；
步驟二最后精加工；
鍛件密封環采用圓鋼鑄坯進行鍛造，包括以下步驟:
步驟一在圓鋼上截取相應尺寸坯料，加熱鍛造，始鍛溫度為1180-1185 °C，終鍛溫度為890-900°C，然后進行退火，退火溫度為890-910°C，保溫2.5_3h ；
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為995-1005°C，保溫1-1.5h，油冷至室溫，回火溫度500-520°C，保溫3-4h，空冷至室溫；
步驟二最后精加工；
所述葉輪熱處理硬度控制在HB 210~260，密封環熱處理硬度控制在HB 360~400。
[0010]實施例2
一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副，葉輪材質選用，成分由以下組成:c:0.12kg，Si:0.3kg, Mn:0.3 kg, S0.025 kg, P 0.035 kg, Cr 13.5 kg, N1:0.5 kg, Fe85.2 kg。密封環材質選用鍛件，成分由以下組成:C:0.13 kg, Si:0.5 kg, Mn:0.5 kg, S:0.28 kg, P:0.035 kg,Cr:13 kg，N1:0.35 kg，Mo:0.5 kg，Fe84.7 kg。
[0011]一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副的制備方法，葉輪采用蠟模精密鑄造，包括以下步驟:
步驟一將原料按照比例置于中頻感應爐中進行熔煉，之后出鋼澆鑄，然后進行退火，退火溫度為910°C，保溫4.5h ；
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為1045°C，保溫1.5h，油冷至室溫，回火溫度為660 °C，保溫3h，油冷至室溫；
步驟二最后精加工；
鍛件lCrl3MoS密封環采用圓鋼鑄坯進行鍛造，包括以下步驟:
步驟一在圓鋼上截取相應尺寸坯料，加熱鍛造，始鍛溫度為1180°C，終鍛溫度為9000C，然后進行退火，退火溫度為910°C，保溫3h，
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為1005°C，保溫1.5h，油冷，回火溫度520 °C，保溫4h，空冷至室溫；
步驟二最后精加工。
[0012]所述葉輪熱處理硬度HB 260，密封環熱處理硬度HB 360，摩擦系數0.4758。
[0013]實施例3
一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副，葉輪材質選用，包括下列成分:c:0.15Kg，Si:0.8Kg, Mn:0.6 Kg, S:0.02 Kg, P:0.03 Kg, Cr:13 Kg, Ni:1 Kg, Fe84.4 Kg。密封環材質選用鍛件，包括下列成分:C: 0.15 Kg, Si:0.4 Kg, Mn:0.5 Kg, S:0.3 Kg, P:0.025 Kg, Cr:14Kg, Ni:0.25 Kg, Mo:0.4 Kg, Fe84 Kg。
[0014]一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副的制備方法，葉輪采用蠟模精密鑄造，包括以下步驟:
步驟一將原料按照比例置于中頻感應爐中進行熔煉，之后出鋼澆鑄，然后進行退火，退火溫度為900°C，保溫4.5h ；
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為1030°C，保溫2h，油冷至室溫，回火溫度為670°C，保溫3.5h，油冷至室溫；
步驟二最后精加工；
鍛件密封環采用圓鋼鑄坯進行鍛造，包括以下步驟:
步驟一在圓鋼上截取相應尺寸坯料，加熱鍛造，始鍛溫度為1182°C，終鍛溫度為8950C，然后進行退火，退火溫度為895°C，保溫3h，
步驟二然后進行粗加工，之后進行調質處理，淬火溫度為1000°C，保溫1.2h，油冷至室溫，回火溫度505 °C，保溫3.4h，空冷至室溫；
步驟二最后精加工；
所述葉輪熱處理硬度在HB 210，密封環熱處理硬度在HB 400，摩擦系數0.4759。
[0015]實施例4
一種鍋爐給水泵用抗咬合摩擦副，葉輪材質選用，包括由質量組成的下列成分:C:0.13Kg，Si:0.5 Kg, Mn:0.4 Kg, S:0.019 Kg, P:0.025 Kg, Cr:12.5 Kg, N1:1.3 Kg，Fe85.1Kgo密封環材質選用鍛件，包括質量組成的下列成分:C:0.13 Kg, Si:0.7 Kg, Mn:0.4 Kg,S:0.31 Kg, P:0.034 Kg, Cr:13.5 Kg, N1:0.33 Kg, Mo:0.35 Kg