CN107043885A - 一种快速阀门用阀芯的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工艺比较简单、而且制得成品硬度高、耐磨性好的快速阀门用阀芯的制造方法，其步骤为：1)按质量百分比计，将含有60％～72％的铁、16％～20％的铬、10％～15％的镍、0％～2％的锰、0％～1％的硅、2％～3％的钼、0.5％～1％的碳、0.5％～1％的微粉蜡和0％～0.02％的磷的原料进行充分混合，制得合金铁基混合粉末；2)将该合金铁基混合粉末压制成密度为6.6～7.0g/cm3的生坯；3)烧结，形成粉末冶金件；4)机加工处理；5)将粉末冶金件放入渗碳炉内进行碳氮共渗处理后，再在850±10℃、碳势0.7±0.2的条件下保温2小时以上，然后将粉末冶金件送入回火炉中回火；6)研磨得到成品。该制造方法可广泛地应用于阀芯类粉末治金件的生产。

Description

一种快速阀门用阀芯的制造方法
技术领域
本发明涉及到粉末冶金件的制造方法，具体涉及到一种快速阀门用阀芯的制造方法。
背景技术
所谓的粉末冶金件，是指采用模具将混合粉末压制成各种成品。目前，对于快速阀门用阀芯而言，通常都是采用传统的机加工方法，不但制作工序比较复杂、成本较高；而且，制得的成品硬度较低、耐磨性也不够，大大缩短了阀芯的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺比较简单、而且制得成品硬度高、耐磨性好的快速阀门用阀芯的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种快速阀门用阀芯的制造方法，其步骤为：
1)按质量百分比计，将含有60％～72％的铁、16％～20％的铬、10％～15％的镍、0％～2％的锰、0％～1％的硅、2％～3％的钼、0.5％～1％的碳、0.5～1％的微粉蜡和0％～0.02％的磷的原料进行混合，其中，铬、钼、镍、锰以铁合金粉或元素粉的形式加入，余量的铁以水雾化铁粉的形式加入，碳以石墨粉的形式加入，硅和磷以磷硅母合金粉的形式加入，具体混料过程为：先将40～60％重量的水雾化铁粉装入混粉机中，然后，向混粉机中加入铬、钼、镍、锰，接着再向混粉机中加入剩余的水雾化铁粉，搅拌均匀后，再将石墨粉、微粉蜡和适量的粘结剂加入混粉机中，搅拌均匀后过筛，放置至少10小时，得到合金铁基混合粉末；
2)将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.6～7.0g/cm3的快速阀门用阀芯生坯；
3)将压制成型的快速阀门用阀芯生坯放入通过式网带烧结炉中，在非氧化性气体的保护下，网带以100～120毫米/秒的速度行进，首先通过预热段，温度控制在550～800℃之间，时间不少于35分钟；然后，经过高温段合金化，温度控制在1000～1250℃之间，时间不少于50分钟，最后，经过冷却段出炉，形成粉末冶金件；
4)对粉末冶金件进行机加工处理；
5)将机加工处理后的粉末冶金件放入渗碳炉内进行碳氮共渗处理后，再在850±10℃、碳势0.7±0.2的条件下保温2小时以上，然后，将粉末冶金件送入回火炉中回火，保温1小时以上；
6)对粉末冶金件表面研磨，得到成品。
作为一种优选方案，在所述的一种快速阀门用阀芯的制造方法中，所述的步骤2)中将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.7～6.9g/cm3的快速阀门用阀芯生坯，压制时的压力控制在600～620Mpa之间。
作为一种优选方案，在所述的一种快速阀门用阀芯的制造方法中，所述的非氧化性气体为氢气和氮气的混合气体，氮气的体积百分比占混合气体总体积的94％以上。
作为一种优选方案，在所述的一种快速阀门用阀芯的制造方法中，在所述的步骤5)的回火时，回火的温度控制在180～200℃之间。
本发明的有益效果是：与传统的机加工相比，本发明所述的快速阀门用阀芯采用合金铁基混合粉末依次经过压制、烧结、机加工、热处理和表面研磨而成，制得的阀芯硬度高、耐磨性好，可大大延长其使用寿命，而且，还简化了工艺，提高了生产效率和材料的利用率，降低了制造成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，详细描述本发明所述的一种快速阀门用阀芯的制造方法的具体实施方案。
实施例一：
1)按质量百分比计，准备50千克水雾化铁粉、49千克的铁合金粉(铬占16千克、钼占2千克、镍占10千克)和500克石墨粉、500克微蜡粉；
先取25千克的水雾化铁粉装入混粉机中，然后，将全部铁合金粉加入混粉机中，接着再向混粉机中加入剩余的水雾化铁粉，搅拌均匀后，将石墨粉、微粉蜡和适量的粘结剂加入混粉机中，搅拌均匀后过筛，放置10小时以上，得到合金铁基混合粉末；
2)将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.7～6.9g/cm3的快速阀门用阀芯生坯，压制时的压力通常控制在600～610Mpa之间；
3)将压制成型的快速阀门用阀芯生坯放入通过式网带烧结炉中，在氢气和氮气的混合气体的保护下，网带以100毫米/秒的速度行进，先通过预热段，温度控制在550～800℃之间，时间控制在35～40分钟之间，将微粉蜡、石墨和粘结剂烧除；然后，经过高温段合金化，温度控制在1000～1250℃之间，时间控制在50分钟～1小时之间，最后经过冷却段出炉，形成粉末冶金件；
4)对粉末冶金件进行机加工处理；
5)将机加工处理后的粉末冶金件放入渗碳炉内进行碳氮共渗处理后，再在850±10℃、碳势0.7±0.2的条件下保温2～2.2小时，然后，将粉末冶金件送入回火炉中回火，温度控制在180～190℃之间，保温1～1.2个小时；
6)对粉末冶金件表面振动研磨，得到成品。
实施例二：
1)按质量百分比计，准备40千克水雾化铁粉、58千克的铁合金粉(铬占18千克、钼占2.5千克、镍占12.5千克、锰占1千克)、磷硅母合金粉500克(磷占10克，硅为490克)和750克石墨粉、750克微蜡粉；
先取20千克的水雾化铁粉装入混粉机中，然后，将全部铁合金粉和磷硅母合金粉加入混粉机中，接着，再向混粉机中加入剩余的水雾化铁粉，搅拌均匀后，将石墨粉、微粉蜡和适量的粘结剂加入混粉机中，搅拌均匀后过筛，放置10小时以上，得到合金铁基混合粉末；
2)将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.8～7.0g/cm3的快速阀门用阀芯生坯，压制时的压力通常控制在605～615Mpa之间；
3)将压制成型的快速阀门用阀芯生坯放入通过式网带烧结炉中，在氢气和氮气的混合气体的保护下，网带以110毫米/秒的速度行进，先通过预热段，温度控制在550～800℃之间，时间控制在35～40分钟之间，将微粉蜡、石墨和粘结剂烧除；然后，经过高温段合金化，温度控制在1000～1250℃之间，时间控制在50分钟～1小时之间，最后经过冷却段出炉，形成粉末冶金件；
4)对粉末冶金件进行机加工处理；
5)将机加工处理后的粉末冶金件放入渗碳炉内进行碳氮共渗处理后，再在850±10℃、碳势0.7±0.2的条件下保温2.2～2.4小时，然后，将粉末冶金件送入回火炉中回火，温度控制在185～195℃之间，保温1.2～1.4个小时；
6)对粉末冶金件表面振动研磨，得到成品。
实施例三：
1)按质量百分比计，准备40千克水雾化铁粉、57千克的铁合金粉(铬占20千克、钼占3千克、镍占15千克、锰占2千克)、磷硅母合金粉1千克(磷占20克，硅为980克)和1千克石墨粉、1千克微蜡粉；
先取20千克的水雾化铁粉装入混粉机中，然后，将全部铁合金粉和磷硅母合金粉加入混粉机中，接着，再向混粉机中加入剩余的水雾化铁粉，搅拌均匀后，将石墨粉、微粉蜡和适量的粘结剂加入混粉机中，搅拌均匀后过筛，放置10小时以上，得到合金铁基混合粉末；
2)将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.8～6.9g/cm3的快速阀门用阀芯生坯，压制时的压力通常控制在610～620Mpa之间；
3)将压制成型的快速阀门用阀芯生坯放入通过式网带烧结炉中，在氢气和氮气的混合气体的保护下，网带以120毫米/秒的速度行进，先通过预热段，温度控制在550～800℃之间，时间控制在35～40分钟之间，将微粉蜡、石墨和粘结剂烧除；然后，经过高温段合金化，温度控制在1000～1250℃之间，时间控制在50分钟～1小时之间，最后经过冷却段出炉，形成粉末冶金件；
4)对粉末冶金件进行机加工处理；
5)将机加工处理后的粉末冶金件放入渗碳炉内进行碳氮共渗处理后，再在850±10℃、碳势0.7±0.2的条件下保温2.3～2.5小时，然后，将粉末冶金件送入回火炉中回火，温度控制在190～200℃之间，保温1.3～1.5个小时；
6)对粉末冶金件表面振动研磨，得到成品。
在实际应用时，所述的氢气和氮所的混合气体中，氮气的体积百分比占混合气体总体积的94％以上。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所作的均等变化与修饰，均应包括在本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种快速阀门用阀芯的制造方法，其步骤为：
1)按质量百分比计，将含有60％～72％的铁、16％～20％的铬、10％～15％的镍、0％～2％的锰、0％～1％的硅、2％～3％的钼、0.5％～1％的碳、0.5％～1％的微粉蜡和0％～0.02％的磷的原料进行混合，其中，铬、钼、镍、锰以铁合金粉或元素粉的形式加入，余量的铁以水雾化铁粉的形式加入，碳以石墨粉的形式加入，硅和磷以磷硅母合金粉的形式加入，具体混料过程为：先将40～60％重量的水雾化铁粉装入混粉机中，然后，向混粉机中加入铬、钼、镍、锰，接着再向混粉机中加入剩余的水雾化铁粉，搅拌均匀后，再将石墨粉、微粉蜡和适量的粘结剂加入混粉机中，搅拌均匀后过筛，放置至少10小时，得到合金铁基混合粉末；
2)将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.6～7.0g/cm3的快速阀门用阀芯生坯；
3)将压制成型的快速阀门用阀芯生坯放入通过式网带烧结炉中，在非氧化性气体的保护下，网带以100～120毫米/秒的速度行进，首先通过预热段，温度控制在550～800℃之间，时间不少于35分钟；然后，经过高温段合金化，温度控制在1000～1250℃之间，时间不少于50分钟，最后，经过冷却段出炉，形成粉末冶金件；
4)对粉末冶金件进行机加工处理；
5)将机加工处理后的粉末冶金件放入渗碳炉内进行碳氮共渗处理后，再在850±10℃、碳势0.7±0.2的条件下保温2小时以上，然后，将粉末冶金件送入回火炉中回火，保温1小时以上；
6)对粉末冶金件表面研磨，得到成品。
2.根据权利要求1中所述的快速阀门用阀芯的制造方法，其特征在于：所述的步骤2)中将所述合金铁基混合粉末在压机上压制成密度为6.7～6.9g/cm3的快速阀门用阀芯生坯。
3.根据权利要求1中所述的快速阀门用阀芯的制造方法，其特征在于：所述的非氧化性气体为氢气和氮气的混合气体，氮气的体积百分比占混合气体总体积的94％以上。
4.根据权利要求1中所述的快速阀门用阀芯的制造方法，其特征在于：在所述的步骤5)的回火时，回火的温度控制在180～200℃之间。
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