CN110360331B - 一种耐冲刷阀门的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种耐冲刷阀门的加工工艺，包括如下步骤：S1、配料；S2、熔炼原料；S3、模具制作与预热；S4、浇筑成型；S5、冷却脱模；S6、回火；S7、涂覆耐冲刷涂料。通过改变阀芯中部的通孔贯通直径，改变了阀芯进水段与出水段的流动压力，从而有效降低流体对阀芯与阀体内壁的冲击，同时，出液口靠近第二通孔的一端呈圆弧状结构，改变了流体的冲击反射方向，有效缓冲；在阀门内侧涂覆的一层耐冲刷涂料，采用纳米填料为主料，辅助氟硅烷偶联，水滴在一定的速度冲击下仍能在耐冲刷涂料的表面滚落而不留痕迹；通过在加工过程中进行回火操作，提升阀门的刚性。

Description

一种耐冲刷阀门的加工工艺
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，具体为一种耐冲刷阀门的加工工艺。
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，用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多，阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动，现有阀门进水口与出水口管径相同，经流体长时间冲刷后，其表面容易结垢，影响流动速度，从而增加阀门的承压力度，长久以往下来，对阀门造成冲击，降低阀门的使用寿命，为此，我们提出一种耐冲刷阀门的加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐冲刷阀门的加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐冲刷阀门的加工工艺，包括如下步骤：
S1、配料：耐冲刷阀门中各成分按重量份配比为：铁80-120份、钢55-65份、氮掺杂碳纤维12-18份、结晶硅10-15份、氧化石墨烯3-5份、耐冲刷涂料3-5份；
S2、熔炼原料：将铁、钢、氮掺杂碳纤维、结晶硅、氧化石墨烯按照步骤S1中的比例混合倒入熔炉内，将熔炉内的温度提升到1200-1240℃，原料被熔炼成混合液；
S3、模具制作与预热：根据阀门的造型制造模具，模具上设置冒口和浇口，对模具进行预加热，预加热温度为1000-1200℃，保持35-45min，然后铺上一层脱模剂；
S4、浇筑成型：将步骤S2熔炼好的混合液经浇口倒入模具中，浇筑温度为1300-1350℃，浇筑在2-4min之内完成；
S5、冷却脱模：待模具经水冷冷却至室温后，进行脱模；
S6、回火：将脱模得到的阀门铸件的浇口、冒口、毛刺等凸出物清除，快速加热至250-320℃，保温22-28min，冷却至室温后快速加热至720-760℃，保温20-25min，缓慢冷却至室温；
S7、涂覆耐冲刷涂料：将耐冲刷涂料均匀涂覆在阀门内侧，涂覆厚度为0.5-2mm，干燥后即可得到耐冲刷阀门。
优选的，所述耐冲刷涂料是由纳米填料经氟硅烷改性制得。
优选的，所述纳米填料是由碳纳米管、碳纤维、粒径为2-10μm的二氧化硅、碳酸钙按照3:2:1:2的比例混合而成；氟硅烷是由全氟辛基三乙氧基、十七氟癸基三甲氧基硅烷按照2:3的比例混合而成。
优选的，所述耐冲刷涂料先将纳米填料加入乙醇中超声分散，再将氟硅烷稀释成1.2-1.6％的异丙醇溶液，将分散的纳米填料倒入氟硅烷稀释液中，然后在105-115℃回流反应23-27h，离心干燥得到耐冲刷涂料。
优选的，耐冲刷阀门包括阀体，所述阀体的左侧设置有进液口，阀体的右侧设置有与进液口连通的出液口，所述阀体内位于出液口与进液口之间的一段处安装有阀芯，所述阀芯靠近进液口的一侧开设有与进液口连通的第一通孔，所述阀芯靠近出液口的一侧开设有与出液口连通的第二通孔，且第二通孔与第一通孔连通，所述第一通孔的孔径小于第二通孔的孔径。
优选的，所述第二通孔呈圆台型结构，第二通孔的窄段与第一通孔连通。
优选的，所述第一通孔的直径与进液口的直径相同，所述第二通孔的粗段直径与出液口的直径相同。
优选的，所述出液口靠近第二通孔的端部呈降低流体冲击的圆弧状结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过改变阀芯中部的通孔贯通直径，改变了阀芯进水段与出水段的流动压力，从而有效降低流体对阀芯与阀体内壁的冲击，同时，出液口靠近第二通孔的一端呈圆弧状结构，改变了流体的冲击反射方向，有效缓冲；
2、在阀门内侧涂覆的一层耐冲刷涂料，采用纳米填料为主料，辅助氟硅烷偶联，水滴在一定的速度冲击下仍能在耐冲刷涂料的表面滚落而不留痕迹；
3、通过在加工过程中进行回火操作，提升阀门的刚性，延长使用寿命，成分配比合理，节约了原料的成本，阀门经久耐用。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：阀体1、阀芯2、第一通孔21、第二通孔22、进液口3、出液口4。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供如下技术方案：
实施例1
一种耐冲刷阀门的加工工艺，包括如下步骤：
S1、配料：耐冲刷阀门中各成分按重量份配比为：铁80份、钢55份、氮掺杂碳纤维12份、结晶硅10份、氧化石墨烯3份、耐冲刷涂料3份。
S2、熔炼原料：将铁、钢、氮掺杂碳纤维、结晶硅、氧化石墨烯按照步骤S1中的比例混合倒入熔炉内，将熔炉内的温度提升到1200℃，原料被熔炼成混合液；
S3、模具制作与预热：根据阀门的造型制造模具，模具上设置冒口和浇口，对模具进行预加热，预加热温度为1000℃，保持35min，然后铺上一层脱模剂；
S4、浇筑成型：将步骤S2熔炼好的混合液经浇口倒入模具中，浇筑温度为1300℃，浇筑在2min之内完成；
S5、冷却脱模：待模具经水冷冷却至室温后，进行脱模；
S6、回火：将脱模得到的阀门铸件的浇口、冒口、毛刺等凸出物清除，快速加热至250℃，保温22min，冷却至室温后快速加热至720℃，保温20min，缓慢冷却至室温；
S7、涂覆耐冲刷涂料：将耐冲刷涂料均匀涂覆在阀门内侧，涂覆厚度为0.5mm，干燥后即可得到耐冲刷阀门。
耐冲刷涂料是由纳米填料经氟硅烷改性制得，纳米填料是由碳纳米管、碳纤维、粒径为2μm的二氧化硅、碳酸钙按照3:2:1:2的比例混合而成；氟硅烷是由全氟辛基三乙氧基、十七氟癸基三甲氧基硅烷按照2:3的比例混合而成，耐冲刷涂料先将纳米填料加入乙醇中超声分散，再将氟硅烷稀释成1.2％的异丙醇溶液，将分散的纳米填料倒入氟硅烷稀释液中，然后在105℃回流反应23h，离心干燥得到耐冲刷涂料。
耐冲刷阀门包括阀体1，阀体1的左侧设置有进液口3，阀体1的右侧设置有与进液口3连通的出液口4，阀体1内位于出液口4与进液口3之间的一段处安装有阀芯2，阀芯2靠近进液口3的一侧开设有与进液口3连通的第一通孔21，阀芯2靠近出液口4的一侧开设有与出液口4连通的第二通孔22，且第二通孔22与第一通孔21连通，第一通孔21的孔径小于第二通孔22的孔径，第二通孔22呈圆台型结构，第二通孔22的窄段与第一通孔21连通，第一通孔21的直径与进液口3的直径相同，第二通孔22的粗段直径与出液口4的直径相同，出液口4靠近第二通孔22的端部呈降低流体冲击的圆弧状结构。
实施例2
一种耐冲刷阀门的加工工艺，包括如下步骤：
S1、配料：耐冲刷阀门中各成分按重量份配比为：铁100份、钢60份、氮掺杂碳纤维15份、结晶硅13份、氧化石墨烯4份、耐冲刷涂料4份。
S2、熔炼原料：将铁、钢、氮掺杂碳纤维、结晶硅、氧化石墨烯按照步骤S1中的比例混合倒入熔炉内，将熔炉内的温度提升到1220℃，原料被熔炼成混合液；
S3、模具制作与预热：根据阀门的造型制造模具，模具上设置冒口和浇口，对模具进行预加热，预加热温度为1100℃，保持40min，然后铺上一层脱模剂；
S4、浇筑成型：将步骤S2熔炼好的混合液经浇口倒入模具中，浇筑温度为1325℃，浇筑在3min之内完成；
S5、冷却脱模：待模具经水冷冷却至室温后，进行脱模；
S6、回火：将脱模得到的阀门铸件的浇口、冒口、毛刺等凸出物清除，快速加热至285℃，保温25min，冷却至室温后快速加热至740℃，保温23min，缓慢冷却至室温；
S7、涂覆耐冲刷涂料：将耐冲刷涂料均匀涂覆在阀门内侧，涂覆厚度为1.3mm，干燥后即可得到耐冲刷阀门。
耐冲刷涂料是由纳米填料经氟硅烷改性制得，纳米填料是由碳纳米管、碳纤维、粒径为6μm的二氧化硅、碳酸钙按照3:2:1:2的比例混合而成；氟硅烷是由全氟辛基三乙氧基、十七氟癸基三甲氧基硅烷按照2:3的比例混合而成，耐冲刷涂料先将纳米填料加入乙醇中超声分散，再将氟硅烷稀释成1.4％的异丙醇溶液，将分散的纳米填料倒入氟硅烷稀释液中，然后在110℃回流反应25h，离心干燥得到耐冲刷涂料。
耐冲刷阀门包括阀体1，阀体1的左侧设置有进液口3，阀体1的右侧设置有与进液口3连通的出液口4，阀体1内位于出液口4与进液口3之间的一段处安装有阀芯2，阀芯2靠近进液口3的一侧开设有与进液口3连通的第一通孔21，阀芯2靠近出液口4的一侧开设有与出液口4连通的第二通孔22，且第二通孔22与第一通孔21连通，第一通孔21的孔径小于第二通孔22的孔径，第二通孔22呈圆台型结构，第二通孔22的窄段与第一通孔21连通，第一通孔21的直径与进液口3的直径相同，第二通孔22的粗段直径与出液口4的直径相同，出液口4靠近第二通孔22的端部呈降低流体冲击的圆弧状结构。
实施例3
一种耐冲刷阀门的加工工艺，包括如下步骤：
S1、配料：耐冲刷阀门中各成分按重量份配比为：铁120份、钢65份、氮掺杂碳纤维18份、结晶硅15份、氧化石墨烯5份、耐冲刷涂料5份。
S2、熔炼原料：将铁、钢、氮掺杂碳纤维、结晶硅、氧化石墨烯按照步骤S1中的比例混合倒入熔炉内，将熔炉内的温度提升到1240℃，原料被熔炼成混合液；
S3、模具制作与预热：根据阀门的造型制造模具，模具上设置冒口和浇口，对模具进行预加热，预加热温度为1200℃，保持45min，然后铺上一层脱模剂；
S4、浇筑成型：将步骤S2熔炼好的混合液经浇口倒入模具中，浇筑温度为1350℃，浇筑在4min之内完成；
S5、冷却脱模：待模具经水冷冷却至室温后，进行脱模；
S6、回火：将脱模得到的阀门铸件的浇口、冒口、毛刺等凸出物清除，快速加热至320℃，保温28min，冷却至室温后快速加热至760℃，保温25min，缓慢冷却至室温；
S7、涂覆耐冲刷涂料：将耐冲刷涂料均匀涂覆在阀门内侧，涂覆厚度为2mm，干燥后即可得到耐冲刷阀门。
耐冲刷阀门包括阀体1，阀体1的左侧设置有进液口3，阀体1的右侧设置有与进液口3连通的出液口4，阀体1内位于出液口4与进液口3之间的一段处安装有阀芯2，阀芯2靠近进液口3的一侧开设有与进液口3连通的第一通孔21，阀芯2靠近出液口4的一侧开设有与出液口4连通的第二通孔22，且第二通孔22与第一通孔21连通，第一通孔21的孔径小于第二通孔22的孔径，第二通孔22呈圆台型结构，第二通孔22的窄段与第一通孔21连通，第一通孔21的直径与进液口3的直径相同，第二通孔22的粗段直径与出液口4的直径相同，出液口4靠近第二通孔22的端部呈降低流体冲击的圆弧状结构。
耐冲刷涂料是由纳米填料经氟硅烷改性制得，纳米填料是由碳纳米管、碳纤维、粒径为10μm的二氧化硅、碳酸钙按照3:2:1:2的比例混合而成；氟硅烷是由全氟辛基三乙氧基、十七氟癸基三甲氧基硅烷按照2:3的比例混合而成，耐冲刷涂料先将纳米填料加入乙醇中超声分散，再将氟硅烷稀释成1.6％的异丙醇溶液，将分散的纳米填料倒入氟硅烷稀释液中，然后在115℃回流反应27h，离心干燥得到耐冲刷涂料。
通过改变阀芯2中部的通孔贯通直径，改变了阀芯2进水段与出水段的流动压力，从而有效降低流体对阀芯2与阀体1内壁的冲击，同时，出液口4靠近第二通孔22的一端呈圆弧状结构，改变了流体的冲击反射方向，有效缓冲；在阀门内侧涂覆的一层耐冲刷涂料，采用纳米填料为主料，辅助氟硅烷偶联，水滴在一定的速度冲击下仍能在耐冲刷涂料的表面滚落而不留痕迹；通过在加工过程中进行回火操作，提升阀门的刚性，延长使用寿命，成分配比合理，节约了原料的成本，阀门经久耐用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配料：耐冲刷阀门中各成分按重量份配比为：铁80-120份、钢55-65份、氮掺杂碳纤维12-18份、结晶硅10-15份、氧化石墨烯3-5份、耐冲刷涂料3-5份；
S2、熔炼原料：将铁、钢、氮掺杂碳纤维、结晶硅、氧化石墨烯按照步骤S1中的比例混合倒入熔炉内，将熔炉内的温度提升到1200-1240℃，原料被熔炼成混合液；
S3、模具制作与预热：根据阀门的造型制造模具，模具上设置冒口和浇口，对模具进行预加热，预加热温度为1000-1200℃，保持35-45min，然后铺上一层脱模剂；
S4、浇筑成型：将步骤S2熔炼好的混合液经浇口倒入模具中，浇筑温度为1300-1350℃，浇筑在2-4min之内完成；
S5、冷却脱模：待模具经水冷冷却至室温后，进行脱模；
S6、回火：将脱模得到的阀门铸件的浇口、冒口、毛刺凸出物清除，快速加热至250-320℃，保温22-28min，冷却至室温后快速加热至720-760℃，保温20-25min，缓慢冷却至室温；
S7、涂覆耐冲刷涂料：将耐冲刷涂料均匀涂覆在阀门内侧，涂覆厚度为0.5-2mm，干燥后即可得到耐冲刷阀门。
2.根据权利要求1所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述耐冲刷涂料是由纳米填料经氟硅烷改性制得。
3.根据权利要求2所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述纳米填料是由碳纳米管、碳纤维、粒径为2-10μm的二氧化硅、碳酸钙按照3:2:1:2的比例混合而成；氟硅烷是由全氟辛基三乙氧基、十七氟癸基三甲氧基硅烷按照2:3的比例混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述耐冲刷涂料先将纳米填料加入乙醇中超声分散，再将氟硅烷稀释成1.2-1.6％的异丙醇溶液，将分散的纳米填料倒入氟硅烷稀释液中，然后在105-115℃回流反应23-27h，离心干燥得到耐冲刷涂料。
5.根据权利要求1所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述耐冲刷阀门包括阀体(1)，所述阀体(1)的左侧设置有进液口(3)，阀体(1)的右侧设置有与进液口(3)连通的出液口(4)，所述阀体(1)内位于出液口(4)与进液口(3)之间的一段处安装有阀芯(2)，所述阀芯(2)靠近进液口(3)的一侧开设有与进液口(3)连通的第一通孔(21)，所述阀芯(2)靠近出液口(4)的一侧开设有与出液口(4)连通的第二通孔(22)，且第二通孔(22)与第一通孔(21)连通，所述第一通孔(21)的孔径小于第二通孔(22)的孔径。
6.根据权利要求5所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述第二通孔(22)呈圆台型结构，第二通孔(22)的窄段与第一通孔(21)连通。
7.根据权利要求6所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述第一通孔(21)的直径与进液口(3)的直径相同，所述第二通孔(22)的粗段直径与出液口(4)的直径相同。
8.根据权利要求7所述的一种耐冲刷阀门的加工工艺，其特征在于：所述出液口(4)靠近第二通孔(22)的端部呈降低流体冲击的圆弧状结构。
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