一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝，所述浮動油封具有厚度小于5mm的機(jī)加工薄壁，所述加工工藝包括如下步驟：鋼水冶煉、砂型澆鑄、拋丸處理、調(diào)質(zhì)處理、毛坯檢驗(yàn)、機(jī)械加工、成品檢驗(yàn)和包裝入庫，所述鋼水冶煉過程中，在容量為250～300kg的冶煉爐中加入以下組分，Cr：65kg，Mo：8.0～8.3kg，Ni：2.3～2.5kg，Mn：2kg，Si：0.9kg，鈮粉：0.9kg，C：2.1kg，Cu：1.3kg，廢鋼：120～130kg，生鐵：30kg，回爐料：10kg，增碳劑：5kg；冶煉完成后熔煉爐中用于澆注的鋼水各組成成分的重量百分比為：Cr15～18％、Mo2.0～4.0％、Ni1.0～2.0％、Mn0.5～1.0％、Si1.1～1.6％、Nb1.1～1.8％、C3.2～3.6％、S＜0.1％、P＜0.1％、Cu＜0.5％，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。
【專利說明】一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種行走機(jī)械用浮動油封，尤其是一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]浮動油封是一種特殊形式的非接觸式機(jī)械密封，是為適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境而發(fā)展起來的一種緊湊型的機(jī)械密封方式，它具有抗污染能力強(qiáng)，耐磨，耐沖擊，工作可靠，端面磨損自動補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。目前浮動油封被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、煤礦機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械和航空船舶等領(lǐng)域，其中在工程機(jī)械產(chǎn)品上應(yīng)用最為普遍，包括在各種輸送機(jī)、砂處理設(shè)備、煤礦設(shè)備、混凝土設(shè)備等上均有應(yīng)用。
浮動油封的密封原理是:兩個浮封環(huán)靠O形密封圈受軸向壓縮后的變形，產(chǎn)生對浮封環(huán)密封端面的壓緊力，隨著密封端面的均勻磨損，這種由O形密封圈儲存的彈性能量逐步釋放，從而起到軸向補(bǔ)償作用。因此，浮動油封的使用對浮封環(huán)端面及O形密封圈的耐磨性、耐熱性、耐油性、密封性要求極高。按照現(xiàn)有工藝配方生產(chǎn)的浮動油封有較多氣孔，并且在生產(chǎn)的高溫環(huán)境下，鋼氧化嚴(yán)重，制成的浮動油封脆性強(qiáng)，作為加工面的薄壁容易斷裂，耐磨性能差，密封性能不佳，使用壽命普遍低于4500小時，而且在高強(qiáng)度作業(yè)條件下使用還易損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高浮動油封機(jī)械性能和使用壽命的加工工藝，滿足機(jī)械密封行業(yè)需求。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝，所述浮動油封具有厚度小于5mm的機(jī)加工薄壁，所述加工工藝包括如下步驟:鋼水冶煉、砂型澆鑄、拋丸處理、調(diào)質(zhì)處理、毛坯檢驗(yàn)、機(jī)械加工、成品檢驗(yàn)和包裝入庫，所述鋼水冶煉過程中，在容量為250~300kg的冶煉爐中加入以下組分，Cr:65kg，Mo:8.0 ~8.3 kg, N1:2.3 ~2.5kg, Mn:2kg，S1:0.9 kg,鈮粉:0.9kg, C:2.lkg, Cu:1.3kg，廢鋼:120~130kg，生鐵:30kg,回爐料:10kg，增碳劑:5kg ;冶煉完成后熔煉爐中用于澆注的鋼水各組成成分的重量百分比為:Cr 15~18%、Mo 2.0~4.0%、Ni 1.0~2.0%、Μη 0.5 ~1.0%、Si 1.1 ~1.6%、Nb 1.1 ~1.8%、C 3.2 ~3.6%、S < 0.1%,P< 0.l%,Cu < 0.5%，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0005]所述浮動油封的機(jī)加工薄壁的外側(cè)面為工作面，所述工作面依次經(jīng)車削加工、低溫回火處理、研磨加工而成，工作面的粗糙度Ra≤0.1 μ m，密封面的平面度F≤0.1mm。
[0006]所述工作面的金相組織中針狀回火馬氏體的面積不少于65%，工作面的硬度HRC為62~72。
[0007]所述成品檢驗(yàn)包括尺寸檢測、機(jī)械性能檢測、密封性能檢測和動態(tài)壽命檢測。
[0008]所述機(jī)械性能檢測包括抗拉強(qiáng)度檢測、硬度檢測和抗沖擊性能檢測。[0009]所述尺寸檢測包括工作面粗糙度檢測、工作面平面度檢測和工作面外徑圓度檢測。
[0010]所述毛坯檢驗(yàn)包括表面質(zhì)量缺陷檢測和內(nèi)部探傷檢測。
[0011]本發(fā)明的配方中，鐵是基本元素，鉻起到的是提高本發(fā)明的一種浮動油封的抗腐蝕性能的作用。加入鑰提高浮動油封的強(qiáng)度和耐磨性能。鎳起到促進(jìn)奧氏體形成的作用。硅元素、錳元素可以提高浮動油封的淬透性。鈮起到的是提高浮動油封的耐久性，減少蠕變和裂紋的作用，同時使浮動油封的高溫強(qiáng)度增加，加工性能改善，同時鋼中摻鈮能提高鋼在高溫時的抗氧化性，改善鋼的焊接性能，另外鈮還有吸收殘余氣體的功能，在煉鋼時，可以吸收使浮動油封產(chǎn)生氣孔的氣體，使得生產(chǎn)出來的浮動油封無孔眼，無氣泡。磷元素和硫元素都是有害雜質(zhì)元素，這些元素對本發(fā)明浮動油封的性能是有害的，因此應(yīng)該盡量少。碳元素可以促進(jìn)奧氏體的形成，但是碳元素的加入，將降低浮動油封的塑性，對于加工硼酸再循環(huán)泵的泵體是不利的，因此其含量必須嚴(yán)格控制。加入銅進(jìn)一步加強(qiáng)了浮動油封的強(qiáng)度。通過本發(fā)明的配方及工藝，生產(chǎn)出來的浮動油封工作面硬度增大，耐磨性增強(qiáng)、使用壽命延長。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
實(shí)施例1 一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝，所述浮動油封具有厚度小于5mm的機(jī)加工薄壁，所述加工工藝包括如下步驟:鋼水冶煉、砂型澆鑄、拋丸處理、調(diào)質(zhì)處理、毛坯檢驗(yàn)、機(jī)械加工、成品檢驗(yàn)和包裝入庫，所述鋼水冶煉過程中，在各量為300kg的冶煉爐中加入以下組分，Cr:65kg, Mo:8.lkg, N1:2.4kg，Mn:2kg，S1:0.9 kg,鈮粉:0.9kg，C:
2.lkg, Cu:1.3kg，廢鋼:125kg,生鐵:30kg,回爐料:10kg，增碳劑:5kg ;冶煉完成后熔煉爐中用于澆注的鋼水各組成成分的重量百分比為:Cr 16.5%, Mo 3.2%、Ni 1.3%、Mn0.63%,Si 1.5%,Nb 1.35%,C 3.3%,S 0.05%,P 0.05%,Cu 0.35%，其余為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。由于在煉爐配方中加入了鈮粉，在高溫時大大減少了浮動油封表面被氧化，增大了浮動油封表面的硬度、耐磨性、抗沖擊性，從而保證浮動油封的密封性能。
[0013]所述浮動油封的機(jī)加工薄壁的外側(cè)面為工作面，所述工作面依次經(jīng)車削加工、低溫回火處理、研磨加工而成，工作面的粗糙度Ra=0.02 μ m,密封面的平面度F=0.002mm。
[0014]所述工作面的金相組織中針狀回火馬氏體的面積不少于65%，工作面的硬度HRC為 64.2。
[0015]所述成品檢驗(yàn)包括尺寸檢測、機(jī)械性能檢測、密封性能檢測和動態(tài)壽命檢測。其中密封性能檢測的技術(shù)要求為:將密封環(huán)安裝于試驗(yàn)臺架上，內(nèi)腔通入足量機(jī)油，設(shè)定固定轉(zhuǎn)速為250r/min，讓其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)IOmin,試驗(yàn)過程中以及試驗(yàn)后，密封環(huán)密封位置不應(yīng)有滲漏，而實(shí)際檢測結(jié)果達(dá)到要求，密封環(huán)密封位置沒有滲漏。動態(tài)壽命檢測的技術(shù)要求為:將密封環(huán)安裝于試驗(yàn)臺架上，試驗(yàn)前采用打油槍將機(jī)油注入密封環(huán)內(nèi)腔，試驗(yàn)臺轉(zhuǎn)速> 250r/min，在連續(xù)24小時的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，密封環(huán)密封位置不應(yīng)有滲漏。試驗(yàn)后，密封環(huán)密封面不應(yīng)出現(xiàn)劃痕、粗糙、裂紋、缺損等影響密封的缺陷，實(shí)際檢測結(jié)果達(dá)到要求。
[0016]所述機(jī)械性能檢測包括抗拉強(qiáng)度檢測、硬度檢測和抗沖擊性能檢測。所述硬度檢測中，對浮動油封硬度的要求為62?72。而實(shí)際檢測為64.2，符合要求。[0017]所述尺寸檢測包括工作面粗糙度檢測、工作面平面度檢測和工作面外徑圓度檢測。所述粗糙度檢測中，對工作表面粗糙度的要求為小于0.ιμπι，而實(shí)際檢測結(jié)果為0.02，符合要求。所述平面度檢測中，對工作面平面度的要求為小于0.1mm，而實(shí)際檢測結(jié)果為
0.002mm，符合要求。所述工作面外徑圓度檢測中，對工作面外徑圓度的要求為小于0.5mm,而檢測結(jié)果為0.06mm,符合要求。
[0018]所述毛坯檢驗(yàn)包括表面質(zhì)量缺陷檢測和內(nèi)部探傷檢測。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的浮動油封廢品率為20%左右。而本發(fā)明中，由于在煉爐配方中加入了鈮粉，在高溫時大大減少了浮動油封表面被氧化，增大了浮動油封表面的硬度、耐磨性、抗沖擊性，同時防止生產(chǎn)的浮動油封中夾渣夾氣，從而保證浮動油封的密封性能。對同一批的1000件取樣100件進(jìn)行檢測，廢品率為5%左右。由此可見，本發(fā)明的配方及工藝大大提高了浮動油封的質(zhì)量。
[0019]實(shí)施例2 —種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝，所述浮動油封具有厚度小于5mm的機(jī)加工薄壁，所述加工工藝包括如下步驟:鋼水冶煉、砂型澆鑄、拋丸處理、調(diào)質(zhì)處理、毛還檢驗(yàn)、機(jī)械加工、成品檢驗(yàn)和包裝入庫，所述鋼水冶煉過程中，在各量為300kg的冶煉爐中加入以下組分，Cr:65kg，Mo:8.3kg, N1:2.5kg，Mn:2kg，S1:0.9 kg,鈮粉:
0.9kg, C:2.lkg, Cu:1.3kg,廢鋼:125kg,生鐵:30kg,回爐料:10kg,增碳劑:5kg ；冶煉完成后熔煉爐中用于澆注的鋼水各組成成分的重量百分比為:Cr 16%, Mo 3.0%、Ni
1.2%,Mn 0.6%, Si 1.3%, Nb 1.2%, C 3.0%,S 0.05%, P 0.052%, Cu 0.36%，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)。根據(jù)實(shí)施例1相同工藝制得的浮動油封檢測結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種提高浮動油封機(jī)械性能的加工工藝，所述浮動油封具有厚度小于5mm的機(jī)加工薄壁，所述加工工藝包括如下步驟:鋼水冶煉、砂型澆鑄、拋丸處理、調(diào)質(zhì)處理、毛坯檢驗(yàn)、機(jī)械加工、成品檢驗(yàn)和包裝入庫；其特征在于:所述鋼水冶煉過程中，在容量為250~300kg的冶煉爐中加入以下組分，Cr:65kg, Mo:8.0 ~8.3 kg, N1:2.3 ~2.5kg，Mn:2kg，Si:0.9kg,鈮粉:0.9kg，C:2.lkg，Cu:1.3kg，廢鋼:120 ~130kg，生鐵:30kg，回爐料:10kg，增碳劑:5kg ;冶煉完成后熔煉爐中用于澆注的鋼水各組成成分的重量百分比為:Cr 15~18%, Mo 2.0 ~4.0%、Ni 1.0 ~2.0%、Mn 0.5 ~1.0%、Si 1.1 ~1.6%、Nb 1.1 ~1.8%,C 3.2 ~3.6%、S < 0.1%、P < 0.l%、Cu < 0.5%，其余為 Fe 及不可避免雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，所述浮動油封的機(jī)加工薄壁的外側(cè)面為工作面，所述工作面依次經(jīng)車削加工、低溫回火處理、研磨加工而成，工作面的粗糙度Ra ^ 0.1 μ m,密封面的平面度F<0.1_。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工工藝，其特征在于，所述工作面的金相組織中針狀回火馬氏體的面積不少于65%，工作面的硬度HRC為62~72。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的加工工藝，其特征在于，所述成品檢驗(yàn)包括尺寸檢測、機(jī)械性能檢測、密封性能檢測和動態(tài)壽命檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加工工藝，其特征在于，所述機(jī)械性能檢測包括抗拉強(qiáng)度檢測、硬度檢測和抗沖擊性能檢測。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加工工藝，其特征在于，所述尺寸檢測包括工作面粗糙度檢測、工作面平面度檢測和工作面外徑圓度檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的加工工藝，其特征在于，所述毛坯檢驗(yàn)包括表面質(zhì)量缺陷檢測和內(nèi)部探傷檢測。
【文檔編號】C22C38/56GK103624492SQ201310609728
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】林小衛(wèi) 申請人:浙江廣力工程機(jī)械有限公司