CN111663074A - 一种耐腐蚀的闸阀及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耐腐蚀的闸阀，由如下重量份原料制成：10‑20份镍粉，75‑80份铁粉，25‑35份铜粉，3‑10份硬脂酸钙，0.05‑0.1份铝粉，0.1‑0.2份锰粉，10‑20份四氧化锡，50‑60份15％碳酸钠溶液，3‑10份耐腐蚀填料，1‑3份球化剂；本发明还公开了一种耐腐蚀的闸阀的加工工艺；本发明制备出一种氧化锆/石墨复合纤维，之后通过热处理粉碎研磨，制得耐腐蚀填料，本发明制备出的耐腐蚀填料既具有氧化锆本身优异的耐高温，耐腐蚀以及耐磨等性能，又具有石墨纤维优异的机械强度等优点，所以作为填料制备出的闸阀本身具有优异的耐腐蚀和耐磨性能，又具有优异的机械强度。

Description

一种耐腐蚀的闸阀及其加工工艺

技术领域

本发明属于闸阀铸造技术领域，具体为一种耐腐蚀的闸阀及其加工工艺。

背景技术

阀门内可拆卸面部件，用于支撑阀芯全关位置，并构成密封副。一般阀座直径即为阀门最大流通直径。比如说蝶阀的阀座材质非常广泛，各类橡胶，塑料，金属材料均可作为阀座材质，例如：EPDM，NBR，NR，PTFE，PEEK，PFA，SS315，STELLITE等等。使用有弹性的密封材料及小的执行机构推力来获得气泡严密级密封，压缩阀座密封应力使材料弹性变形而挤进配用的金属零件的粗糙表面，以阻塞全部的泄漏通路。材料的渗透性对流体来说是少量泄漏的根据。材料太软，或在荷载下出现冷变形(蠕变)，可以加填料如玻璃纤维使其变硬。如用来做成薄片，仍能满足使用的要求，可以消除冷变形或永久变形。密封必须仔细固定，防止由于压差的作用而破裂和漏气。

中国发明专利CN104633216A公开了种耐腐蚀珠光体软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C3.6-3.8、Si2.5-2.9、Cr8-8.5、B0.05-0.10、Sb0.015-0.02、Mn＜0.6、P＜0.08、S＜0.01、Mg0.05-0.07、Al0.2-0.3、余量为Fe。本发明阀体通过添加铬，增加了耐腐性，添加了硼，增加了致密性和强度，可以用于制作低压和中压阀体；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。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种耐腐蚀的闸阀及其加工工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐腐蚀的闸阀，由如下重量份原料制成：10-20份镍粉，75-80份铁粉，25-35份铜粉，3-10份硬脂酸钙，0.05-0.1份铝粉，0.1-0.2份锰粉，10-20份四氧化锡，50-60份15％碳酸钠溶液，3-10份耐腐蚀填料，1-3份球化剂；

步骤S1、将四氧化锡加入装有质量分数10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入球化剂，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至质量分数15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

进一步地，所述耐腐蚀填料由如下方法制成：

(1)将氧氯化锆和乙二胺混合加入无水乙醇中，加入硝酸钇和乙酰丙酮，通入氮气排出空气，35-45℃水浴加热并以120r/min的转速磁力搅拌5h，抽滤，制得滤液A，控制氧氯化锆、乙二胺、硝酸钇和乙酰丙酮的重量比为1∶1-1.2∶1.5-2∶0.01-0.02；

(2)将石墨加入去离子水中制得悬浮液，将悬浮液和滤液A按照1.5∶1的重量比混合，之后通过静电纺丝，制得前驱体纤维，对前驱体纤维进行热处理，先以2℃/min的速率升温至150℃，保温2h，之后以1℃/min的速率升温至450℃，保温2h，之后以0.5℃/min的速率升温至600℃，保温4h，后粉碎研磨，制得所述耐腐蚀填料。

步骤(1)中通过氧氯化锆、乙酰丙酮、乙二胺和硝酸钇之间反应、过滤，得到滤液，其中乙酰丙酮作为络合剂，乙二胺作为促进剂，滤液实际为氧化锆前驱体纺丝液，之后与石墨悬浮液混合，通过静电纺丝制得前驱体纤维，石墨表面具有大量含氧官能团，混合后石墨之间的大距离间距使得石墨能够充分的与氧化锆前驱体纺丝液混合，制得的前驱体纤维具有较高的稳定性，步骤(2)中制得前驱体纤维，该前驱体纤维实际是氧化锆/石墨复合纤维，之后通过热处理粉碎研磨，制得耐腐蚀填料，本发明制备出的耐腐蚀填料既具有氧化锆本身优异的耐高温，耐腐蚀以及耐磨等性能，又具有石墨纤维优异的机械强度等优点，所以作为填料制备出的闸阀本身具有优异的耐腐蚀和耐磨性能，又具有优异的机械强度。

进一步地，步骤S2中烧结的具体步骤为以15℃/min的速度进行升温，升温至800℃，在此温度下保温并烧结2h。

进一步地，所述球化剂为钙镁球化剂NC5和钙镁球化剂NCl0中的一种或两种。

一种耐腐蚀的闸阀的加工工艺，包括如下步骤：

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入球化剂，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

本发明的有益效果：

本发明耐腐蚀的闸阀以铁粉、铜粉和耐腐蚀填料等作为原料，该耐腐蚀填料制备过程中步骤(1)中通过氧氯化锆、乙酰丙酮、乙二胺和硝酸钇之间反应、过滤，得到滤液，其中乙酰丙酮作为络合剂，乙二胺作为促进剂，滤液实际为氧化锆前驱体纺丝液，之后与石墨悬浮液混合，通过静电纺丝制得前驱体纤维，石墨表面具有大量含氧官能团，混合后石墨之间的大距离间距使得石墨能够充分的与氧化锆前驱体纺丝液混合，制得的前驱体纤维具有较高的稳定性，步骤(2)中制得前驱体纤维，该前驱体纤维实际是氧化锆/石墨复合纤维，之后通过热处理粉碎研磨，制得耐腐蚀填料，本发明制备出的耐腐蚀填料既具有氧化锆本身优异的耐高温，耐腐蚀以及耐磨等性能，又具有石墨纤维优异的机械强度等优点，所以作为填料制备出的闸阀本身具有优异的耐腐蚀和耐磨性能，又具有优异的机械强度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种耐腐蚀的闸阀，由如下重量份原料制成：10份镍粉，75份铁粉，25份铜粉，3份硬脂酸钙，0.05份铝粉，0.1份锰粉，10份四氧化锡，50份15％碳酸钠溶液，3份耐腐蚀填料，1份钙镁球化剂NC5；

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入钙镁球化剂NC5，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

耐腐蚀填料由如下方法制成：

(1)将氧氯化锆和乙二胺混合加入无水乙醇中，加入硝酸钇和乙酰丙酮，通入氮气排出空气，35℃水浴加热并以120r/min的转速磁力搅拌5h，抽滤，制得滤液A，控制氧氯化锆、乙二胺、硝酸钇和乙酰丙酮的重量比为1∶1∶1.5∶0.01；

(2)将石墨加入去离子水中制得悬浮液，将悬浮液和滤液A按照1.5∶1的重量比混合，之后通过静电纺丝，制得前驱体纤维，对前驱体纤维进行热处理，先以2℃/min的速率升温至150℃，保温2h，之后以1℃/min的速率升温至450℃，保温2h，之后以0.5℃/min的速率升温至600℃，保温4h，后粉碎研磨，制得所述耐腐蚀填料。

实施例2

一种耐腐蚀的闸阀，由如下重量份原料制成：14份镍粉，76份铁粉，28份铜粉，5份硬脂酸钙，0.06份铝粉，0.14份锰粉，14份四氧化锡，52份15％碳酸钠溶液，5份耐腐蚀填料，2份钙镁球化剂NC5；

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入钙镁球化剂NC5，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

其余同实施例1。

实施例3

一种耐腐蚀的闸阀，由如下重量份原料制成：18份镍粉，78份铁粉，32份铜粉，8份硬脂酸钙，0.08份铝粉，0.18份锰粉，16份四氧化锡，58份15％碳酸钠溶液，8份耐腐蚀填料，2份钙镁球化剂NC5；

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入钙镁球化剂NC5，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

其余同实施例1。

实施例4

一种耐腐蚀的闸阀，由如下重量份原料制成：20份镍粉，80份铁粉，35份铜粉，10份硬脂酸钙，0.1份铝粉，0.2份锰粉，20份四氧化锡，60份15％碳酸钠溶液，10份耐腐蚀填料，3份钙镁球化剂NC5；

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入钙镁球化剂NC5，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

其余同实施例1。

对比例1

本对比例与实施例1相比，用氧化锆代替耐腐蚀填料，制备方法如下所示：

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入氧化锆，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的氧化锆，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的氧化锆，之后转移至炼化炉中融化，加入钙镁球化剂NC5，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

对比例2

本对比例为市场中一种闸阀。

对实施例1-4和对比例1-2的耐腐蚀性能、耐磨性和硬度进行检测，结果如下表所示；

耐腐蚀性能：将实施例1-4和对比例1-2加入1％氯化铜溶液中，在75-80℃下浸泡24h，贯穿表面变化。

从上表中能够看出实施例1-4在1％氯化铜溶液中浸泡24h不发生变化，磨损量为0.019-0.022mm，硬度为235-238HB，对比例1-2在1％氯化铜溶液中浸泡24h表面轻微腐蚀，磨损量为0.025-0.030mm，硬度为208-215HB；所以本发明制备出的耐腐蚀填料既具有氧化锆本身优异的耐高温，耐腐蚀以及耐磨等性能，又具有石墨纤维优异的机械强度等优点，所以作为填料制备出的闸阀本身具有优异的耐腐蚀和耐磨性能，又具有优异的机械强度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀的闸阀，其特征在于，由如下重量份原料制成：10-20份镍粉，75-80份铁粉，25-35份铜粉，3-10份硬脂酸钙，0.05-0.1份铝粉，0.1-0.2份锰粉，10-20份四氧化锡，50-60份15％碳酸钠溶液，3-10份耐腐蚀填料，1-3份球化剂；

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入球化剂，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的闸阀，其特征在于，所述耐腐蚀填料由如下方法制成：

(1)将氧氯化锆和乙二胺混合加入无水乙醇中，加入硝酸钇和乙酰丙酮，通入氮气排出空气，35-45℃水浴加热并以120r/min的转速磁力搅拌5h，抽滤，制得滤液A，控制氧氯化锆、乙二胺、硝酸钇和乙酰丙酮的重量比为1∶1-1.2∶1.5-2∶0.01-0.02；

(2)将石墨加入去离子水中制得悬浮液，将悬浮液和滤液A按照1.5∶1的重量比混合，之后通过静电纺丝，制得前驱体纤维，对前驱体纤维进行热处理，先以2℃/min的速率升温至150℃，保温2h，之后以1℃/min的速率升温至450℃，保温2h，之后以0.5℃/min的速率升温至600℃，保温4h，后粉碎研磨，制得所述耐腐蚀填料。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的闸阀，其特征在于，步骤S2中烧结的具体步骤为以15℃/min的速度进行升温，升温至800℃，在此温度下保温并烧结2h。

4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的闸阀，其特征在于，所述球化剂为钙镁球化剂NC5和钙镁球化剂NCl0中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的闸阀的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、将四氧化锡加入装有10％稀盐酸的烧杯中，匀速搅拌15min，加入耐腐蚀填料，超声震荡15min，控制震荡频率为25KHz，过滤，制得处理后的耐腐蚀填料，收集滤液，备用；

步骤S2、将镍粉、铜粉、铝粉、锰粉、硬脂酸钙和铁粉混合研磨，过100目筛，加入步骤S1制备的处理后的耐腐蚀填料，之后转移至炼化炉中融化，加入球化剂，之后注入模具中，在4.5MPa的压力下压制3h，制得坯料，将坯料转移至800℃烧结炉中进行烧结，2h后取出，静置5h，脱模，制得闸阀本体；

步骤S3、将闸阀本体浸泡在步骤S1滤液中，浸泡3h后转移至15％碳酸钠溶液中，浸泡30min，过滤，80℃干燥箱中干燥30min后制得耐腐蚀的闸阀。