CN104532116A - 一种高硬度软密封闸阀阀体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高硬度软密封闸阀阀体,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S<0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、Al0.01-0.03、N≤0.008、余量为Fe。本发明阀体具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度,耐磨性好,防止泄露。通过使用特定成分和金相的废旧球墨铸铁和废钢,增加了阀体的强度、韧性和品质稳定性;本发明的球化工艺使得Mg、RE和Si的吸收率高,球化反应稳定,球化反应结束15分钟后不出现球化衰退;该阀体表面珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域,尤其涉及一种高硬度软密封闸阀阀体及其制备方法。
背景技术
软密封闸阀是水介质流体管道重要控制件,软密封闸阀产品主要包括:阀体、阀板、梯形螺母、梯形螺纹阀杆、密封垫、阀盖、旋转手轮7大部件。软密封闸阀工作原理:阀板安装在阀体导向槽中,梯形螺母放在阀板顶端槽内;梯形螺纹阀杆一端安装旋转手轮,另端旋入梯形螺母;当转动旋转手轮和梯形螺纹阀杆,带动梯形螺母和阀板上下移动,阀板关闭开启从而水介质流体通断。
在软密封闸阀是7大部件中,关键核心之一是阀体部件。阀板直接在阀件内上下移动,它的尺寸精度、材质强度,直接影响到软密封闸阀截流能力和闸阀密封性能。
目前很多软密封闸阀阀体由球墨铸铁铸造而成,球墨铸铁存在着一些缺点,例如不耐腐蚀,热膨胀系数高,使用温度范围小,容易造成漏气等缺点。另外还需要提高铸件的硬度、耐磨性、抗疲劳强度等性能,减少跑、冒、滴、漏现象,减少气孔、裂纹等缺陷,提高成品率。这些性能可以通过改进铸件的成分和工艺来改进阀体的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度软密封闸阀阀体及其制备方法,该阀体具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度,耐磨性好,防止泄露。
本发明的技术方案如下:
一种高硬度软密封闸阀阀体,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S<0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、Al0.01-0.03、N≤0.008、余量为Fe。
所述的高硬度软密封闸阀阀体,其特征在于该阀体金相组织为57%珠光体+43%铁素体,且从表面为起点的深度为12-16mm范围内组织为珠光体,珠光体的层间距在70-120nm之间,在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.05-0.16。
所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法,其特征在于:
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序;
所述配料工序中,原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢;其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为:C0.8-1.2、Si1.1-1.5、Mn1.2-1.5、S<0.01、P<0.02、余量为Fe,金相组织为60%珠光体,40%铁素体;所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为:C1.1-1.5、Si0.8-1.2、Mn0.3-0.5、S<0.01、P<0.02、V0.3-0.6、余量为Fe,其金相组织为贝氏体。
球化工序为:将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却,取2%铁水重量的钡硅铁合金,将钡硅铁合金熔化,喷淋到方型钢管表面,冷却,得到整体球化剂包;再将整体球化剂包固定在球化包内,孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩,冲入铁液。
本发明的有益效果
本发明阀体具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度,耐磨性好,防止泄露。通过使用特定成分和金相的废旧球墨铸铁和废钢,增加了阀体的强度、韧性和品质稳定性;本发明的球化工艺使得Mg、RE 和Si 的吸收率高,球化反应稳定,球化反应结束15分钟后不出现球化衰退;该阀体表面珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
具体实施方式
一种高硬度软密封闸阀阀体,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S<0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、Al0.01-0.03、N≤0.008、余量为Fe。
所述的高硬度软密封闸阀阀体,该阀体金相组织为57%珠光体+43%铁素体,且从表面为起点的深度为14mm范围内组织为珠光体,珠光体的层间距在70-120nm之间,在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.05-0.16。
所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法,其特征在于:
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序;
所述配料工序中,原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢;其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为:C0.8-1.2、Si1.1-1.5、Mn1.2-1.5、S<0.01、P<0.02、余量为Fe,金相组织为60%珠光体,40%铁素体;所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为:C1.1-1.5、Si0.8-1.2、Mn0.3-0.5、S<0.01、P<0.02、V0.3-0.6、余量为Fe,其金相组织为贝氏体。
球化工序为:将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却,取2%铁水重量的钡硅铁合金,将钡硅铁合金熔化,喷淋到方型钢管表面,冷却,得到整体球化剂包;再将整体球化剂包固定在球化包内,孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩,冲入铁液。
实验数据:
该实施例阀体材料经测试,抗拉强度ób为595Mpa、伸长率∮为10.43%、硬度HBS为259。
壳体强度:公称压力达3.41Mpa(工作压力PN10的1.5倍,60秒),密封性能:公称压力达2.35Mpa (工作压力的1.1倍,30秒)。
Claims (4)
1.一种高硬度软密封闸阀阀体,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S<0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、Al0.01-0.03、N≤0.008、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的高硬度软密封闸阀阀体,其特征在于该阀体金相组织为57%珠光体+43%铁素体,且从表面为起点的深度为12-16mm范围内组织为珠光体,珠光体的层间距在70-120nm之间,在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.05-0.16。
3.根据权利要求1和2所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法,其特征在于:
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序;
所述配料工序中,原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢;其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为:C0.8-1.2、Si1.1-1.5、Mn1.2-1.5、S<0.01、P<0.02、余量为Fe,金相组织为60%珠光体,40%铁素体;所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为:C1.1-1.5、Si0.8-1.2、Mn0.3-0.5、S<0.01、P<0.02、V0.3-0.6、余量为Fe,其金相组织为贝氏体。
4.根据权利要求3所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法,其特征在于:
球化工序为:将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却,取2%铁水重量的钡硅铁合金,将钡硅铁合金熔化,喷淋到方型钢管表面,冷却,得到整体球化剂包;再将整体球化剂包固定在球化包内,孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩,冲入铁液。
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