CN107904499A - 一种阀门用封环的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀门用封环的加工工艺，属于阀门设备技术领域。该加工工艺包括㈠熔炼原料；㈡蜡模制备；㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：㈣壳模焙烧；㈤浇注；㈥对阀门用封环毛坯进行打磨、抛光和清洗；㈦在阀门用封环毛坯表面电镀锌镍合金镀层；㈧在阀门用封环毛坯的侧壁指向圆心方向开设凹槽，凹槽内嵌入橡胶密封圈，制得阀门用封环；㈨对阀门用封环进行逐个检查，剔除表面涂层有缺陷的，将检验合格的入库。本发明的阀门用封环由于采用脱模铸造工艺，尺寸更加精确，有效防止了由于尺寸偏差造成的密封性能下降。

Description

一种阀门用封环的加工工艺
技术领域
本发明涉及一种阀门用封环的加工工艺，属于阀门设备技术领域。
背景技术
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，为了实现上述的功能，阀门经常用到各种样式各种型号的密封环，由于阀门内常常处于高压或高温的状态，长时间使用后密封环的密封效果经常会大大折扣，需要定期的检修和维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种密封效果好并且尺寸精确的阀门用封环及其加工工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种阀门用封环的加工工艺,包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体步骤如下：
a、配料，阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.01-0.09%，Cr：0.03-0.14%，Mn：0.13-0.25%，Zn：0.36-0.51%，Cu：0.13-0.45%，Ag：0.31-0.58%，Au：0.14-0.23%，Pt：0.12-0.21%，Ni：0.17-0.36%，Mo：0.05-0.11%，Nd：0.12-0.16%，Ce：0.06-0.08%，Eu：0.11-0.17%，Lu:0.03-0.18%，Ti：0.05-0.12%，氧化镁：0.19-0.53％,余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度至1350摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以15-18℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1250摄氏度至1300摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与阀门用封环的造型一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：
A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用铝合金薄片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；
B、在蜡模表面涂设第一面层：
首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在45秒；
然后，用100目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理铝合金薄片上的残留浆液和锆砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为8小时；
C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：
首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在40秒；
然后，用60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理铝合金薄片上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为56～60摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为100～105Pa,干燥时间为21～25小时；
D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三封浆层：
首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在15～16秒；
然后，清理铝合金薄片上的残留浆液；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为65～70摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为110～125Pa,干燥时间为20～25小时；
㈣壳模焙烧，具体如下：
脱蜡：采用蒸汽脱蜡，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铝合金薄片取下，制得壳模；
焙烧：采用分段升温焙烧方式对壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在200摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，然后，全速升温到1300摄氏度，且保持1300摄氏度50分钟，最后出炉冷却；
㈤浇注：将步骤㈠得到的合金溶液向壳模内进行浇注，浇注时，浇注温度为1300～1350摄氏度，在五分钟内浇注完毕，待铸件冷却到室温，进行破碎模壳脱模，之后切除铸件的保温冒口，得到阀门用封环毛坯；
㈥对阀门用封环毛坯进行打磨和抛光，打磨和抛光后将阀门用封环毛坯置于纯水中，利用超声波发生装置对纯水施加超声波，超声波的频率和声强分别是8KHZ～7MHZ和21～25W/cm2，清洗5分钟；
㈦在阀门用封环毛坯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±20μm；
㈧在阀门用封环毛坯的侧壁指向圆心方向开设凹槽，凹槽内嵌入橡胶密封圈，制得阀门用封环；
其中橡胶密封圈的原料组成按重量份计包括：碳化钨：3～5份，丁苯橡胶：15～18份，氢氧化铝：5～9份，活性剂氧化镁：4～5份，防老剂4010NA：2～3份，硅烷偶联剂：5～8份，环烷酸钴：2～3份，有机蒙脱土：11～14份，炭黑：3～5份，三元乙丙橡胶：15～18份；
㈨对阀门用封环进行逐个检查，剔除表面涂层有缺陷的，将检验合格的入库。
上述技术方案的改进是：阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.09%，Cr：0.14%， Mn：0.25%，Zn：0.51%，Cu：0.45%，Ag：0.58%，Au：0.23%，Pt：0.21%，Ni：0.36%， Mo：0.11%，Nd：0.16%，Ce：0.08%，Eu：0.17%，Lu:0.18%，Ti：0.12%，氧化镁：0.53％,余量为Fe。
上述技术方案的改进是：阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.01%，Cr：0.03%， Mn：0.13%，Zn：0.36%，Cu：0.13%，Ag：0.31%，Au：0.14%，Pt：0.12%，Ni：0.17%， Mo：0.05%，Nd：0.12%，Ce：0.06%，Eu：0.11%，Lu:0.03%，Ti：0.05%，氧化镁：0.19％,余量为Fe。
上述技术方案的改进是：橡胶密封圈的原料组成按重量份计包括：碳化钨：4份，丁苯橡胶：16份，氢氧化铝：7份，活性剂氧化镁：4份，防老剂4010NA：2份，硅烷偶联剂：6份，环烷酸钴：2份，有机蒙脱土：13份，炭黑：4份，三元乙丙橡胶：16份。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
（1）本发明的阀门用封环由于含有Zn、Ni和稀土元素，加强了耐热和耐腐蚀性能，其中稀土元素，进一步提高了封环的力学性能和耐腐蚀性能；
（2）本发明的阀门用封环由于采用脱模铸造工艺，尺寸更加精确，有效防止了由于尺寸偏差造成的密封性能下降；
（3）本发明的阀门用封环由于在阀门用封环毛坯的侧壁指向圆心方向开设凹槽，凹槽内嵌入橡胶密封圈，橡胶密封圈具有良好的密封性能，并且具有优良的耐热和耐腐蚀性能，在保证密封性能的情况下延长了使用寿命；
（4）本发明的阀门用封环由于原料通过二次熔炼和热处理，增强了的接触疲劳强度和冲击韧性；
（5）本发明的阀门用封环由于在阀门用封环毛坯表面电镀锌镍合金镀层，进一步加强了阀门用封环的耐腐蚀性能。
具体实施方式
实施例一
本实施例的阀门用封环的加工工艺,包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体步骤如下：
a、配料，阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.09%，Cr：0.14%， Mn：0.25%，Zn：0.51%，Cu：0.45%，Ag：0.58%，Au：0.23%，Pt：0.21%，Ni：0.36%， Mo：0.11%，Nd：0.16%，Ce：0.08%，Eu：0.17%，Lu:0.18%，Ti：0.12%，氧化镁：0.53％,余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以16℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1250摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与阀门用封环的造型一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：
A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用铝合金薄片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；
B、在蜡模表面涂设第一面层：
首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在45秒；
然后，用100目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理铝合金薄片上的残留浆液和锆砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为8小时；
C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：
首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在40秒；
然后，用60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理铝合金薄片上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为56～60摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为100Pa,干燥时间为23小时；
D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三封浆层：
首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在15秒；
然后，清理铝合金薄片上的残留浆液；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为65摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为125Pa,干燥时间为25小时；
㈣壳模焙烧，具体如下：
脱蜡：采用蒸汽脱蜡，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铝合金薄片取下，制得壳模；
焙烧：采用分段升温焙烧方式对壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在200摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，然后，全速升温到1300摄氏度，且保持1300摄氏度50分钟，最后出炉冷却；
㈤浇注：将步骤㈠得到的合金溶液向壳模内进行浇注，浇注时，浇注温度为1300摄氏度，在五分钟内浇注完毕，待铸件冷却到室温，进行破碎模壳脱模，之后切除铸件的保温冒口，得到阀门用封环毛坯；
㈥对阀门用封环毛坯进行打磨和抛光，打磨和抛光后将阀门用封环毛坯置于纯水中，利用超声波发生装置对纯水施加超声波，超声波的频率和声强分别是5MHZ和22W/cm2，清洗5分钟；
㈦在阀门用封环毛坯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±20μm；
㈧在阀门用封环毛坯的侧壁指向圆心方向开设凹槽，凹槽内嵌入橡胶密封圈，制得阀门用封环；
其中橡胶密封圈的原料组成按重量份计包括：碳化钨：4份，丁苯橡胶：16份，氢氧化铝：7份，活性剂氧化镁：4份，防老剂4010NA：2份，硅烷偶联剂：6份，环烷酸钴：2份，有机蒙脱土：13份，炭黑：4份，三元乙丙橡胶：16份；
㈨对阀门用封环进行逐个检查，剔除表面涂层有缺陷的，将检验合格的入库。
实施例二
本实施例的阀门用封环的加工工艺,包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体步骤如下：
a、配料，阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.01%，Cr：0.03%， Mn：0.13%，Zn：0.36%，Cu：0.13%，Ag：0.31%，Au：0.14%，Pt：0.12%，Ni：0.17%， Mo：0.05%，Nd：0.12%，Ce：0.06%，Eu：0.11%，Lu:0.03%，Ti：0.05%，氧化镁：0.19％,余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1350摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以18℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与阀门用封环的造型一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：
A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用铝合金薄片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；
B、在蜡模表面涂设第一面层：
首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在45秒；
然后，用100目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理铝合金薄片上的残留浆液和锆砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为8小时；
C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：
首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在40秒；
然后，用60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理铝合金薄片上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为60摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为105Pa,干燥时间为25小时；
D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三封浆层：
首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在16秒；
然后，清理铝合金薄片上的残留浆液；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为70摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为115Pa,干燥时间为23小时；
㈣壳模焙烧，具体如下：
脱蜡：采用蒸汽脱蜡，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铝合金薄片取下，制得壳模；
焙烧：采用分段升温焙烧方式对壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在200摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，然后，全速升温到1300摄氏度，且保持1300摄氏度50分钟，最后出炉冷却；
㈤浇注：将步骤㈠得到的合金溶液向壳模内进行浇注，浇注时，浇注温度为1300～1350摄氏度，在五分钟内浇注完毕，待铸件冷却到室温，进行破碎模壳脱模，之后切除铸件的保温冒口，得到阀门用封环毛坯；
㈥对阀门用封环毛坯进行打磨和抛光，打磨和抛光后将阀门用封环毛坯置于纯水中，利用超声波发生装置对纯水施加超声波，超声波的频率和声强分别是6MHZ和24W/cm2，清洗5分钟；
㈦在阀门用封环毛坯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±20μm；
㈧在阀门用封环毛坯的侧壁指向圆心方向开设凹槽，凹槽内嵌入橡胶密封圈，制得阀门用封环；
其中橡胶密封圈的原料组成按重量份计包括：碳化钨：4份，丁苯橡胶：16份，氢氧化铝：7份，活性剂氧化镁：4份，防老剂4010NA：2份，硅烷偶联剂：6份，环烷酸钴：2份，有机蒙脱土：13份，炭黑：4份，三元乙丙橡胶：16份；
㈨对阀门用封环进行逐个检查，剔除表面涂层有缺陷的，将检验合格的入库。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种阀门用封环的加工工艺,其特征在于： 包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体步骤如下：
a、配料，所述阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.01-0.09%，Cr：0.03-0.14%， Mn：0.13-0.25%，Zn：0.36-0.51%，Cu：0.13-0.45%，Ag：0.31-0.58%，Au：0.14-0.23%，Pt：0.12-0.21%，Ni：0.17-0.36%， Mo：0.05-0.11%，Nd：0.12-0.16%，Ce：0.06-0.08%，Eu：0.11-0.17%，Lu:0.03-0.18%，Ti：0.05-0.12%，氧化镁：0.19-0.53％,余量为Fe；
b、熔炼原料：按预定的各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度至1350摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，采用水冷以15-18℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金在熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1250摄氏度至1300摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与阀门用封环的造型一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：该步骤包含以下步骤：
A、在蜡模放置保温冒口的位置上，用铝合金薄片遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；
B、在蜡模表面涂设第一面层：
首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在45秒；
然后，用100目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铝合金薄片上的残留浆液和锆砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为8小时；
C、在步骤B制得的蜡模表面涂设第二过渡层：
首先，在步骤B制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在40秒；
然后，用60目的马来砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述铝合金薄片上的残留浆液和马来砂；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为56～60摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为100～105Pa,干燥时间为21～25小时；
D、在步骤C制得的蜡模表面涂设第三封浆层：
首先，在步骤D制得的蜡模表面浸涂用马来粉与硅溶胶粘结剂配制的浆液，该浆液的粘度值在15～16秒；
然后，清理所述铝合金薄片上的残留浆液；
第三，将人工浮砂后的蜡模放于真空干燥箱内进行干燥，控制真空干燥箱内的温度为65～70摄氏度，控制真空干燥箱内的气压为110～125Pa,干燥时间为20～25小时；
㈣壳模焙烧，具体如下：
脱蜡：采用蒸汽脱蜡，且脱蜡前应先将保温冒口部位的铝合金薄片取下，制得壳模；
焙烧：采用分段升温焙烧方式对壳模进行焙烧，在焙烧中：首先在200摄氏度以前升温速度控制在120摄氏度/小时，然后，全速升温到1300摄氏度，且保持1300摄氏度50分钟，最后出炉冷却；
㈤浇注：将步骤㈠得到的合金溶液向壳模内进行浇注，浇注时，浇注温度为1300～1350摄氏度，在五分钟内浇注完毕，待铸件冷却到室温，进行破碎模壳脱模，之后切除铸件的保温冒口，得到阀门用封环毛坯；
㈥对阀门用封环毛坯进行打磨和抛光，打磨和抛光后将阀门用封环毛坯置于纯水中，利用超声波发生装置对所述纯水施加超声波，超声波的频率和声强分别是8KHZ～7MHZ和21～25W/cm2，清洗5分钟；
㈦在阀门用封环毛坯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±20μm；
㈧在阀门用封环毛坯的侧壁指向圆心方向开设凹槽，凹槽内嵌入橡胶密封圈，制得阀门用封环；
其中所述橡胶密封圈的原料组成按重量份计包括：碳化钨：3～5份，丁苯橡胶：15～18份，氢氧化铝：5～9份，活性剂氧化镁：4～5份，防老剂4010NA：2～3份，硅烷偶联剂：5～8份，环烷酸钴：2～3份，有机蒙脱土：11～14份，炭黑：3～5份，三元乙丙橡胶：15～18份；
㈨对阀门用封环进行逐个检查，剔除表面涂层有缺陷的，将检验合格的入库。
2.根据权利要求1所述的阀门用封环的加工工艺,其特征在于：所述阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.09%，Cr：0.14%， Mn：0.25%，Zn：0.51%，Cu：0.45%，Ag：0.58%，Au：0.23%，Pt：0.21%，Ni：0.36%， Mo：0.11%，Nd：0.16%，Ce：0.08%，Eu：0.17%，Lu:0.18%，Ti：0.12%，氧化镁：0.53％,余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的阀门用封环的加工工艺,其特征在于：所述阀门用封环中各组分的质量百分比成分为：C：0.01%，Cr：0.03%， Mn：0.13%，Zn：0.36%，Cu：0.13%，Ag：0.31%，Au：0.14%，Pt：0.12%，Ni：0.17%， Mo：0.05%，Nd：0.12%，Ce：0.06%，Eu：0.11%，Lu:0.03%，Ti：0.05%，氧化镁：0.19％,余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的阀门用封环的加工工艺,其特征在于：所述橡胶密封圈的原料组成按重量份计包括：碳化钨：4份，丁苯橡胶：16份，氢氧化铝：7份，活性剂氧化镁：4份，防老剂4010NA：2份，硅烷偶联剂：6份，环烷酸钴：2份，有机蒙脱土：13份，炭黑：4份，三元乙丙橡胶：16份。
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