專利名稱：高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金類，具體涉及ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今江河、大海中航行艦船的推進(jìn)裝置螺旋槳軸的制造中，碳錳鋼由于材料簡單，價格低廉等因素占據(jù)很大比例，但是其力學(xué)性能中的強(qiáng)度指標(biāo)不高，為了彌補(bǔ)這ー缺點(diǎn)，在制造時需要槳軸直徑，對金屬的消耗量増大，鍛造出的螺旋槳軸略顯笨重，存在約束應(yīng)力的問題同時也間接導(dǎo)致了成本的提高。而其他比較常用的低合金鋼34CrNiMoA、38Cr2Ni2MoA，特種船專用的低磁鋼18Mnl2Crl8Ni2N等也因?yàn)橐欢ǔ潭壬系娜毕輰?dǎo)致所造出的螺旋槳軸沒有辦法同時兼顧強(qiáng)度以及耐腐蝕性等必要性能參數(shù)的要求，我國在螺旋槳軸的制造行業(yè)上存在一定的空白。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，通過采用優(yōu)質(zhì)合金+原生態(tài)廢鋼煉成的00Crl8Mnl4Ni2N高強(qiáng)度無磁不銹鋼來作為螺旋槳軸的制造材料。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于該方法的步驟如下
Ca)使用金屬錳鐵、微碳鉻鐵、0#鎳板和原生態(tài)廢鋼作為煉制00Crl8Mnl4Ni2N優(yōu)質(zhì)合金鋼的制造原料，并對所述原料使用稀酸清洗，再用清水洗滌并烘干；清洗爐膛和鋼包，并在煉鋼前先在鋼爐內(nèi)熔煉與所述OOCr 18Mn 14Ni 2N鋼種相接近的Cr、Ni鋼，最后煉鋼得到鋼坯；
(b)對步驟(a)所述的鋼坯選用先進(jìn)設(shè)備EF+AOD+ESR電弧爐精煉粑渣產(chǎn)生ー超低碳純奧氏體無磁不銹鋼，其組分為O. 02彡C彡O. 03，11. 00 ^ Mn ^ 14. 00，P彡O. 025，S 彡 O. 015，Si く O. 50，I. 50 ^ Ni ^ 2. 50，17. 00 ^ Cr ^ 19. 00，O. 30 彡 N 彡 O. 40，Mo ミ O. 50，O. 50 ミ Cu ミ I. 00 ；H ミ I. 6ppm、O ミ 16ppm ；
(c)對步驟(b)所生成的電渣錠整修表面出白或車光，清除缺陷；充分切除電渣錠頭、錠尾；
(d)對步驟(C)所生成的電渣錠加熱并保溫一定時間；對所述的電渣錠采用油壓機(jī)進(jìn)行高溫鍛造，ニ鐓、ニ拔，再進(jìn)入快鍛機(jī)快速鍛造成型；
(e)對步驟(d)所生成的螺旋槳軸毛坯按毛坯圖進(jìn)行粗加工；
(f)對步驟(e)所生成的螺旋槳軸毛坯件進(jìn)行固溶熱處理，保溫充分固溶后校直，然后進(jìn)行退火處理，之后通過低溫鍛造，冷作強(qiáng)化后進(jìn)行精加工，并在所述的螺旋槳軸上打深孔；
(g)對步驟(f)所生成的螺旋槳軸深孔進(jìn)行精加工，并利用振動時效裝置進(jìn)行時效消除切削應(yīng)力。
步驟(b)所述的元素優(yōu)化組合為0.025≤ C≤ O. 030，13. 50≤Mn≤l4. 00,P≤O. 020，S ≤ O. 010，O. 30≤ Si ≤O. 40，2. 20≤ Ni≤ 2. 50，17. 50 ≤ Cr ≤ 18. 50,0. 35 ≤ N ≤ O. 40,O. 40 ≤ Mo ≤ O. 50, O. 50≤ Cu ≤O. 60,其中 C、Mn、N 取上限，Cr、Ni、Si 取中上限、P、S 取下限。步驟(b)所述的EF熔煉氧化期加入自制的脫氧劑，所述的脫氧劑含量為O. 30% ≤ C≤ O. 40%、16% ≤Mn ≤ 18%、8% ≤Si≤ 9%、3. 5%≤Al≤4%、5% ≤ Ca ≤ 5. 5%，其余為Fe ;在氧化期后期多次粑渣，在還原期再次粑渣，清除非金屬夾雜物。步驟(d)所述的加熱保溫溫度為1220-1250 °C，所述的高溫鍛造溫度為1210-1220°C，所述的快鍛機(jī)快速成型。步驟(f)所述的固溶熱處理溫度為1050°C ±10°C，所述的退火處理溫度為3500C ±10°C，所述的精加工單邊留2-3mm余量，所述的低溫鍛造溫度為750 650°C。步驟(g)所述的深孔精加工精鏜內(nèi)孔保證Φ75±0. 3車準(zhǔn)外圓，保持平直度(全長)く I. 9mm。所述的高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸性能抗拉強(qiáng)度> 850Mpa，屈服強(qiáng)度RpO. 2彡520MPa,延伸率A彡35，斷面收縮率Z彡45，沖擊功Akv彡160J,導(dǎo)磁率μ ^ I. 005。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用00Crl8Mnl4Ni2N作為高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的材料，施以相特殊的鍛制エ藝，產(chǎn)品軸強(qiáng)度高，耐腐蝕，具有超低導(dǎo)磁率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例本實(shí)施例提供了一種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法。包括以下步驟
(l)00Crl8Mnl4Ni2N鋼種的超純凈化熔煉
凈化鋼水，改善力學(xué)性能，提高抗腐蝕性能和抗磁性。步驟ー原料選擇優(yōu)質(zhì)的合金原材料+原生態(tài)廢鋼。其中主要合金原材料猛鐵，選用最好的金屬錳，鉻鐵選用最優(yōu)質(zhì)的微碳鉻鐵，其中鉻鐵有高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵和微碳鉻鉄，本實(shí)施例選用最優(yōu)質(zhì)的微碳鉻鉄，其碳含量不大于O. 06%。鎳也有0#、1#、2#，廢鎳等……本實(shí)施例選用最佳的0#鎳。原生態(tài)廢鋼，為鋼廠內(nèi)邊角料，未進(jìn)入社會，未進(jìn)入市場，污泥濁水少。優(yōu)質(zhì)合金+優(yōu)質(zhì)廢鋼，有害雜質(zhì)少，有害元素少。從源頭做好浄化工作。步驟ニ對步驟一的原料用稀酸清洗去除油污、泥沙、再用清水洗滌，洗掉酸汁并烘干，進(jìn)ー步?jīng)坊牧?。步驟三清洗鋼爐爐膛和鋼包，因出鋼澆鋼時鋼爐、包子有一定死角，爐膛，鋼包總有一定殘余鋼水，防止熔煉時上爐的其它合金元素或有害元素進(jìn)入本鋼種。所以在本鋼種熔煉前先煉ニ爐與本鋼種接近Cr、Ni鋼，稱之為洗爐。步驟四合金元素優(yōu)化組合，如表I所示，強(qiáng)化元素C、Mn、N取上限，塑性、韌性元素Cr、Ni、Si取中上限、有害元素P、S取下限，盡量低。表I 為 00Crl8Mnl4Ni2N 優(yōu)化組合
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于該方法的步驟如下 Ca)使用金屬錳鐵、微碳鉻鐵、0#鎳板和原生態(tài)廢鋼作為煉制00Crl8Mnl4Ni2N優(yōu)質(zhì)合金鋼的制造原料，并對所述原料使用稀酸清洗，再用清水洗滌并烘干；清洗爐膛和鋼包，并在煉鋼前先在鋼爐內(nèi)熔煉與所述OOCr 18Mn14Ni2N鋼種相接近的Cr、Ni鋼，最后煉鋼得到鋼坯； (b)對步驟(a)所述的鋼坯選用先進(jìn)設(shè)備EF+AOD+ESR電弧爐精煉粑渣產(chǎn)生ー超低碳純奧氏體無磁不銹鋼，其組分為O. 02彡C彡O. 03，11. 00 ^ Mn ^ 14. 00，P彡O. 025，S 彡 O. 015，Si く O. 50，I. 50 ^ Ni ^ 2. 50，17. 00 ^ Cr ^ 19. 00，O. 30 彡 N 彡 O. 40，Mo ^ O. 50,0. 50 ^ Cu ^ I. 00 ；H ^ I. 6ppm、O ^ 16ppm ； (c)對步驟(b)所生成的電渣錠整修表面出白或車光，清除缺陷；充分切除電渣錠頭、 錠尾； (d)對步驟(C)所生成的電渣錠加熱并保溫一定時間；對所述的電渣錠采用油壓機(jī)進(jìn)行高溫鍛造，ニ鐓、ニ拔，再進(jìn)入快鍛機(jī)快速鍛造成型； (e)對步驟(d)所生成的螺旋槳軸毛坯按毛坯圖進(jìn)行粗加工； (f)對步驟(e)所生成的螺旋槳軸毛坯件進(jìn)行固溶熱處理，保溫充分固溶后校直，然后進(jìn)行退火處理，之后通過低溫鍛造，冷作強(qiáng)化后進(jìn)行精加工，并在所述的螺旋槳軸上打深孔； (g)對步驟(f)所生成的螺旋槳軸深孔進(jìn)行精加工，并利用振動時效裝置進(jìn)行時效消除切削應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于步驟(b)所述的元素優(yōu)化組合為0· 025 ^ O. 030, 13. 50 ^ Mn ^ 14. 00, P彡O. 020, Sく O. 010，O. 30 ^ Si ^ O. 40，2. 20 ^ Ni ^ 2. 50，17. 50 ^ Cr ^ 18. 50,0. 35 ^ N ^ O. 40,O. 40 ^ Mo ^ O. 50, O. 50 ^ Cu ^ O. 60,其中 C、Mn、N 取上限，Cr、Ni、Si 取中上限、P、S 取下限。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于步驟(b)所述的EF熔煉氧化期加入自制的脫氧劑，所述的脫氧劑含量為O. 30% ^ O. 40%、16% ^ Mn ^ 18%、8% ^ Si ^ 9%、3. 5% ^ Al ^ 4%、5% 彡 Ca 彡 5. 5%，其余為 Fe ;在氧化期后期多次粑渣，在還原期再次粑渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于步驟(d)所述的加熱保溫溫度為1220-1250°C，所述的高溫鍛造溫度為1210-1220°C，所述的快鍛機(jī)快速成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于步驟(f)所述的固溶熱處理溫度為1050°C ±10°C，所述的退火處理溫度為350°C ±10°C，所述的精加工單邊留2-3mm余量，所述的低溫鍛造溫度為750 650°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于步驟(g)所述的深孔精加工精鏜內(nèi)孔保證Φ75±0. 3車準(zhǔn)外圓，保持平直度(全長)< 1.9mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，其特征在于所述的高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸性能抗拉強(qiáng)度> 850Mpa，屈服強(qiáng)度RpO. 2 ^ 520MPa，延伸率A彡35，斷面收縮率Z彡45，沖擊功Akv彡160J，導(dǎo)磁率μ彡I. 005。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金類，具體涉及一種高強(qiáng)度無磁不銹鋼螺旋槳軸的制造方法，所述高強(qiáng)度無磁不銹鋼各組分所占百分比為0.02≤C≤0.03，11.00≤Mn≤14.00，P≤0.025，S≤0.015，Si≤0.50，1.50≤Ni≤2.50，17.00≤Cr≤19.00，0.30≤N≤0.40，Mo≤0.50，0.50≤Cu≤1.00；H≤1.6ppm、O≤16ppm；本發(fā)明填補(bǔ)了國內(nèi)高強(qiáng)度無磁不銹鋼應(yīng)用于螺旋槳軸的空缺，制備出了高強(qiáng)度，耐腐蝕的高強(qiáng)度無磁不銹鋼作為螺旋槳軸的材料。
文檔編號C21D9/28GK102747308SQ20121027073
公開日2012年10月24日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者陳菊生 申請人:上海加寧新技術(shù)研究所