一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域和粉末冶金領(lǐng)域,尤其是水利發(fā)電裝置的部件采用粉末冶金方式進(jìn)行制備的領(lǐng)域,特別是涉及一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水利發(fā)電作為新能源發(fā)電方式越來越受到政策層面和科學(xué)界的廣泛關(guān)注,對(duì)其各個(gè)部件深入細(xì)化的研究也在廣泛進(jìn)行中,其中對(duì)于葉輪式水利發(fā)電裝置的葉片形狀、材質(zhì)等等的研究在近年來就有很多。由于該葉片既要保證相對(duì)的輕質(zhì)化,又要保證非常高的強(qiáng)度硬度,同時(shí)還要保證耐腐蝕性和一定的韌性,這樣高的要求必定對(duì)制備工藝提出了非常高的要求,而目前的工藝要么需要很高的工藝要求,要么需要添加非常昂貴的合金元素,并沒有對(duì)成本進(jìn)行相應(yīng)控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法。
[0004]具體通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn):
一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法,包括如下步驟:
(1)按照高爐-轉(zhuǎn)爐-連鑄流程冶煉形成不銹鋼,然后將該不銹鋼破碎形成鋼粉末,所述不銹鋼按重量百分比含量計(jì)為:C:0.02~0.12%,S1:0.6-0.8%,Mn:0.8-1.2%,Cr: 16-18%,Mo:2-5%,N1:5-8%,Cu:1-3%,Nb:0.12?0.38%,Ce:0.02?0.06%,La:0.02?0.03%,P〈0.03%,S〈
0.01%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0005](2)將步驟(1)得到的鋼粉末和粘結(jié)劑按照10:(1?2)的重量比例置入混料裝置中均勻混料。
[0006](3)將步驟(2)得到的混合料加入到注射成型機(jī)中的葉片模具中,加熱到168?2001進(jìn)行注射成型。
[0007](4)將步驟(3)得到的型坯置于脫脂爐內(nèi),充入氫氣,然后以80?100°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到180?220°C,然后繼續(xù)以60?80°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到280~320°C,保溫25?35min,然后充入氮?dú)鈱錃馇逑闯鰻t,在氮?dú)鈿夥罩欣^續(xù)保溫10?20min,然后抽真空,使得脫除粘結(jié)劑的型坯在280~320°C的真空狀態(tài)下保溫10?20min,脫脂完畢。
[0008](5)將脫脂之后的葉片型坯置入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為1260?1360°C,燒結(jié)時(shí)間為2?3小時(shí)。
[0009](6)將步驟(5)燒結(jié)得到的葉片半成品置于電阻爐內(nèi),加熱到860?900°C,保溫20?30min,然后噴水冷卻到室溫。
[0010](7)將步驟(6)得到的半成品置于深冷箱中,冷卻到-65?_82°C,保持該溫度15?25min后,出深冷箱恢復(fù)到室溫。
[0011](8)將步驟(7)得到的半成品置于電阻爐內(nèi),加熱至920?1100°C,保溫1?2小時(shí),然后隨爐冷卻。
[0012](9)將步驟(8)得到的半成品置于回火爐中,加熱至180?220°C,保溫30?50min,然后出爐空冷,得到高強(qiáng)度高硬度的葉輪式水利發(fā)電裝置葉片。
[0013]其中,步驟(2)中所述粘結(jié)劑按重量份數(shù)計(jì)包括:聚乙烯:120?160份,石蠟:180?220份,硬脂酸:22?32份(優(yōu)選25?30份),聚甲基丙烯酸甲酯模塑粉:22?26份,鈦酸酯偶聯(lián)劑2?5份。
[0014]—種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片,采用上述的方法制備得到。
[0015]
本發(fā)明的效果在于:
1,通過合理限定作為原料的鋼粉末的組分含量,尤其是合理添加了 Ce和La,從而使得在不進(jìn)一步過多添加昂貴元素的情況下,使得最終所得的產(chǎn)品具有較高的強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性。
[0016]2,通過合理限制脫脂方式,結(jié)合合理設(shè)定粘結(jié)劑,使得脫脂完全,從而減少了最終產(chǎn)品中內(nèi)部雜質(zhì)的存在,保證了最終產(chǎn)品內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,從而保證了最終葉片的強(qiáng)度和減少了內(nèi)部缺陷。
[0017]3,通過對(duì)制備過程中熱處理步驟的整體優(yōu)化,使得最終產(chǎn)品在保證了一定韌性的情況下,大大提高了強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法,包括如下步驟:
(1)按照高爐-轉(zhuǎn)爐-連鑄流程冶煉形成不銹鋼,然后將該不銹鋼破碎形成鋼粉末,所述不銹鋼按重量百分比含量計(jì)為:C: 0.08%,S1: 0.68%,Mn: 0.92%,Cr: 16.8%,Mo: 3%,Ni: 6%,Cu:2%,Nb: 0.18%,Ce: 0.05%,La: 0.023%,P: 0.01%,S: 0.005%,余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0019](2)將步驟(1)得到的鋼粉末和粘結(jié)劑按照10:1.2的重量比例置入混料裝置中均勻混料;所述粘結(jié)劑按重量份數(shù)計(jì)包括:聚乙烯:152份,石蠟:1896份,硬脂酸:28份,聚甲基丙烯酸甲酯模塑粉:23份,鈦酸酯偶聯(lián)劑3份。
[0020](3)將步驟(2)得到的混合料加入到注射成型機(jī)中的葉片模具中,加熱到182°C進(jìn)行注射成型。
[0021](4)將步驟(3)得到的型坯置于脫脂爐內(nèi),充入氫氣,然后以92°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到192°C,然后繼續(xù)以68°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到310°C,保溫28min,然后充入氮?dú)鈱錃馇逑闯鰻t,在氮?dú)鈿夥罩欣^續(xù)保溫16min,然后抽真空,使得脫除粘結(jié)劑的型坯在310°C的真空狀態(tài)下保溫18min,脫脂完畢。
[0022](5)將脫脂之后的葉片型坯置入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為1290°C,燒結(jié)時(shí)間為2.2小時(shí)。
[0023](6)將步驟(5)燒結(jié)得到的葉片半成品置于電阻爐內(nèi),加熱到890°C,保溫25min,然后噴水冷卻到室溫。
[0024](7)將步驟(6)得到的半成品置于深冷箱中,冷卻到_68°C,保持該溫度19min后,出深冷箱恢復(fù)到室溫。
[0025](8)將步驟(7)得到的半成品置于電阻爐內(nèi),加熱至980°C,保溫1?2小時(shí),然后隨爐冷卻。
[0026](9)將步驟(8)得到的半成品置于回火爐中,加熱至192°C,保溫35min,然后出爐空冷,得到高強(qiáng)度高硬度的葉輪式水利發(fā)電裝置葉片。
[0027]實(shí)施例2
一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法,包括如下步驟。
[0028](1)按照高爐-轉(zhuǎn)爐-連鑄流程冶煉形成不銹鋼,然后將該不銹鋼破碎形成鋼粉末,所述不銹鋼按重量百分比含量計(jì)為:C:0.11%,S1:0.69%,Mn: 1.1%,Cr: 16.9%,Mo:3.8%,Ni:6.2%,Cu: 2.2%,Nb: 0.28%,Ce: 0.03%, La: 0.026%,P: 0.003%,S: 0.001%,余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0029](2)將步驟(1)得到的鋼粉末和粘結(jié)劑按照10:1.6的重量比例置入混料裝置中均勻混料;所述粘結(jié)劑按重量份數(shù)計(jì)包括:聚乙烯:132份,石蠟:192份,硬脂酸:26份,聚甲基丙烯酸甲酯模塑粉:25份,鈦酸酯偶聯(lián)劑3份。
[0030](3)將步驟(2)得到的混合料加入到注射成型機(jī)中的葉片模具中,加熱到192°C進(jìn)行注射成型。
[0031](4)將步驟(3)得到的型坯置于脫脂爐內(nèi),充入氫氣,然后以96°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到208°C,然后繼續(xù)以69°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到298°C,保溫31min,然后充入氮?dú)鈱錃馇逑闯鰻t,在氮?dú)鈿夥罩欣^續(xù)保溫16min,然后抽真空,使得脫除粘結(jié)劑的型坯在298°C的真空狀態(tài)下保溫16min,脫脂完畢。
[0032](5)將脫脂之后的葉片型坯置入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為1310°C,燒結(jié)時(shí)間為2.8小時(shí)。
[0033](6)將步驟(5)燒結(jié)得到的葉片半成品置于電阻爐內(nèi),加熱到880°C,保溫25min,然后噴水冷卻到室溫。
[0034](7)將步驟(6)得到的半成品置于深冷箱中,冷卻到_80°C,保持該溫度19min后,出深冷箱恢復(fù)到室溫。
[0035](8)將步驟(7)得到的半成品置于電阻爐內(nèi),加熱至1020°C,保溫1.2小時(shí),然后隨爐冷卻。
[0036](9)將步驟(8)得到的半成品置于回火爐中,加熱至192°C,保溫39min,然后出爐空冷,得到高強(qiáng)度高硬度的葉輪式水利發(fā)電裝置葉片。
[0037]實(shí)施例3
一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片,采用實(shí)施例1或2的方法得到,將其橫截面設(shè)置為弧形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法,其特征在于,包括如下步驟: 按照高爐-轉(zhuǎn)爐-連鑄流程冶煉形成不銹鋼,然后將該不銹鋼破碎形成鋼粉末,所述不銹鋼按重量百分比含量計(jì)為:C:0.02-0.12%,Si:0.6-0.8%,Mn:0.8-1.2%,Cr: 16?18%,Mo:2?5%,Ni:5-8%,Cu:1-3%,Nb:0.12?0.38%,Ce:0.02?0.06%,La:0.02?0.03%,P〈0.03%,S〈0.01%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì); 將步驟(1)得到的鋼粉末和粘結(jié)劑按照10:(1?2)的重量比例置入混料裝置中均勻混料; 將步驟(2)得到的混合料加入到注射成型機(jī)中的葉片模具中,加熱到168?200°C進(jìn)行注射成型; 將步驟(3)得到的型坯置于脫脂爐內(nèi),充入氫氣,然后以80?100°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到180?220°C,然后繼續(xù)以60?80°C每小時(shí)的速度將型坯升溫到280?320°C,保溫25?35min,然后充入氮?dú)鈱錃馇逑闯鰻t,在氮?dú)鈿夥罩欣^續(xù)保溫10?20min,然后抽真空,使得脫除粘結(jié)劑的型坯在280~320°C的真空狀態(tài)下保溫10?20min,脫脂完畢; 將脫脂之后的葉片型坯置入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為1260?1360°C,燒結(jié)時(shí)間為2?3小時(shí); 將步驟(5)燒結(jié)得到的葉片半成品置于電阻爐內(nèi),加熱到860?900°C,保溫20?30min,然后噴水冷卻到室溫; 將步驟(6)得到的半成品置于深冷箱中,冷卻到-65~-82°C,保持該溫度15?25min后,出深冷箱恢復(fù)到室溫; 將步驟(7)得到的半成品置于電阻爐內(nèi),加熱至920?1100°C,保溫1?2小時(shí),然后隨爐冷卻; 將步驟(8)得到的半成品置于回火爐中,加熱至180?220°C,保溫30?50min,然后出爐空冷,得到高強(qiáng)度高硬度的葉輪式水利發(fā)電裝置葉片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法,其特征在于,步驟(2)中所述粘結(jié)劑按重量份數(shù)計(jì)包括:聚乙烯:120?160份,石蠟:180?220份,硬脂酸:22?32份(優(yōu)選25?30份),聚甲基丙烯酸甲酯模塑粉:22?26份,鈦酸酯偶聯(lián)劑2~5份。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種葉輪式水利發(fā)電裝置葉片的制備方法,屬于水利發(fā)電配件領(lǐng)域,通過合理設(shè)定該葉片制備方法的原料、整體流程以及熱處理方法,使得得到的葉片強(qiáng)度和耐腐蝕性得到大幅度提升,從而總體提升了水利發(fā)電裝置的耐久度和經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】B22F3/10, C22C38/04, B22F1/00, C22C33/02, B22F3/22, C22C38/44, C22C38/48, C22C38/42, C22C38/02, B22F5/04
【公開號(hào)】CN105483563
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510913409
【發(fā)明人】王文姣
【申請(qǐng)人】王文姣
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月12日