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