一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法，包括以下步驟：（1）配制澆注液，其中澆注液的化學(xué)成分重量百分比如下：C：0.22%?0.26%，Si：0.25%?0.45%，Mn：0.60%?0.80%，Cr：3.5%?5.5%，Mo：0.30%?0.50%，Ni：0.15%?0.25%，Nb：0.10%?0.15%，P≤0.03%，S≤0.02%，余量為Fe，（2）配制鑄滲涂料，（3）澆注閥體，（4）熱處理以及精整。通過(guò)本發(fā)明鑄造方法得到的球閥閥體，表面形成均勻、穩(wěn)定的鑄滲復(fù)合層，且具有優(yōu)良的耐海水腐蝕性能，質(zhì)量穩(wěn)定、外觀(guān)質(zhì)量以及使用性能好、使用壽命長(zhǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及閥門(mén)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門(mén)是流動(dòng)物料輸送和控制的重要部件，在使用中，除了要滿(mǎn)足溫度、壓力等技術(shù)指標(biāo)的要求外，還要適應(yīng)不同性質(zhì)物料的不同需要，如腐蝕、磨損、粘附等。同時(shí)，閥門(mén)的密封性能和使用壽命也是十分重要的技術(shù)指標(biāo)。
[0003]鑄滲法是將合金粉等原料調(diào)成涂料涂刷在鑄型表面，澆注時(shí)基體金屬液浸透涂料毛細(xì)孔隙，依靠金屬液熱量使合金粉末熔解、熔化，與基體金屬融合為一體，從而在鑄件表面形成具有良好性能的表面復(fù)合層。鑄滲技術(shù)在提升鑄件性能的同時(shí)，具有不需要專(zhuān)用設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于鑄滲技術(shù)容易發(fā)生氣孔、夾渣及表面復(fù)合層厚度不均等問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用于閥體生產(chǎn)時(shí)導(dǎo)致鑄造缺陷，影響閥體的外觀(guān)質(zhì)量及使用壽命。文獻(xiàn)《鑄滲法提高鑄鋼閥門(mén)耐磨性的研究》使用鑄滲工藝制得耐沖刷性能好的閥門(mén)，提高了閥門(mén)的使用壽命，但其同時(shí)也指出，鑄滲層質(zhì)量穩(wěn)定性差的問(wèn)題仍然存在，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。因此，選擇合適加工溫度、合適的基材及鑄滲涂料、優(yōu)化鑄造方法，改善鑄滲工藝復(fù)合閥體鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定性至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種質(zhì)量穩(wěn)定、外觀(guān)質(zhì)量以及使用性能好、使用壽命長(zhǎng)的耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法，包括以下步驟:
(1)配制澆注液，所述澆注液的化學(xué)成分重量百分比如下:C:0.22%-0.26%，S1: 0.25%-0.45%，Mn:0.60%-0.80%，Cr:3.5%-5.5%，Mo:0.30%-0.50%，N1:0.15%-0.25%,Nb:0.10%-
0.15%,P<0.03%,S<0.02%，余量為Fe，將各原料在中頻感應(yīng)電爐中于1580-1620 °C熔煉，調(diào)整化學(xué)成分后即得澆注液；
(2)配制鑄滲涂料，所述鑄滲涂料由下列重量份的原料制成:200-300目鋯鐵粉40-50，200-300目氮化鋯5-10，聚乙烯醇0.5-1，正硅酸乙酯0.3-0.5，丙烯酸0.1-0.2，過(guò)硫酸銨
0.01-0.015，硅酸鋰2-4，氟化鈉1-2，鉬酸鈉0.3-0.5，碳納米管1_2，硅烷偶聯(lián)劑KH-550
0.5-1;所述鑄滲涂料的制備方法是先將碳納米管、正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑KH-550加入適量乙醇中攪拌分散均勻，然后加入鋯鐵粉、氮化鋯攪拌I_2h，干燥除去乙醇后100-120 °C處理0.5-lh，得A組分;先將聚乙烯醇加入適量水中85-95°C溶解完全，然后加入丙烯酸和過(guò)硫酸銨60-70°C攪拌2-4h，冷卻后得B組分;將A組分、B組分與其余原料混合研磨均勻，即得鑄滲涂料；
(3)澆注閥體，先將砂芯于220-240°C烘干處理4-6h，然后將鑄滲涂料均勻涂覆在砂芯表面，涂覆厚度為1.5-2.5臟，再于160-180°(:處理1-211，然后合箱，再將澆注液于1520-1560°C條件下澆注，以20-30°C/小時(shí)冷卻至室溫，然后進(jìn)行精整；
(4)熱處理，將步驟(3)處理后的閥體于200-300°C保溫處理2-4h，然后以60-80°C/小時(shí)緩慢升溫至800-850 °C保溫處理6-8h，再以30-50 °C/小時(shí)緩慢降溫至600-650 °C保溫處理4-6h，最后以50-60°C/小時(shí)緩慢降至室溫，再次精整后得到成品。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明利用碳納米管、正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑KH-550對(duì)鋯鐵粉、氮化鋯進(jìn)行表面包覆改性作為鑄滲層材料，對(duì)合金粉體有良好的表面保護(hù)作用，提高與金屬液的潤(rùn)濕性能，增強(qiáng)界面冶金結(jié)合強(qiáng)度;將丙烯酸改性聚乙烯醇作為粘結(jié)劑，結(jié)合強(qiáng)度高，且能形成穩(wěn)定的毛細(xì)空隙，改善金屬液與鑄滲涂料之間的潤(rùn)濕性，有利于形成均勻、穩(wěn)定的鑄滲層;再通過(guò)其余原料的混合研磨加工，得到的鑄滲涂料經(jīng)過(guò)饒注與金屬基體相恪合，得到的復(fù)合閥體基體經(jīng)過(guò)熱處理、精整等后續(xù)處理步驟，最終得到成品。通過(guò)本發(fā)明鑄造方法得到的球閥閥體，表面形成均勻、穩(wěn)定的鑄滲復(fù)合層，且具有優(yōu)良的耐海水腐蝕性能，成品率高，質(zhì)量穩(wěn)定、外觀(guān)質(zhì)量以及使用性能好、使用壽命長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0007 ] 一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法，包括以下步驟:
(1)配制澆注液，其中澆注液的化學(xué)成分重量百分比如下:C:0.22%，S1: 0.25%,Mn:0.60%，Cr: 3.5%，Mo: 0.30%，N1: 0.15%，Nb: 0.10%，P: 0.03%，S: 0.02%，余量為Fe，將各原料在中頻感應(yīng)電爐中于1580°C熔煉，調(diào)整化學(xué)成分后即得澆注液；
(2)配制鑄滲涂料，其中鑄滲涂料由下列重量(kg)的原料制成:200目鋯鐵粉40，200目氮化鋯5，聚乙烯醇0.5，正硅酸乙酯0.3，丙烯酸0.1，過(guò)硫酸銨0.01，硅酸鋰2，氟化鈉I，鉬酸鈉0.3，碳納米管I，硅烷偶聯(lián)劑KH-550 0.5;所述鑄滲涂料的制備方法是先將碳納米管、正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑KH-550加入適量乙醇中攪拌分散均勻，然后加入鋯鐵粉、氮化鋯攪拌Ih，干燥除去乙醇后100 °C處理0.5h，得A組分；先將聚乙烯醇加入適量水中85 °C溶解完全，然后加入丙烯酸和過(guò)硫酸銨60°C攪拌2h，冷卻后得B組分;將A組分、B組分與其余原料混合研磨均勻，即得鑄滲涂料；
(3)澆注閥體，先將砂芯于220°C烘干處理4h，然后將鑄滲涂料均勻涂覆在砂芯表面，涂覆厚度為1.5mm，再于160°C處理Ih，然后合箱，再將澆注液于1520°C條件下澆注，以20°C/小時(shí)冷卻至室溫，然后進(jìn)行精整；
(4)熱處理，將步驟(3)處理后的閥體于200°C保溫處理2h，然后以60°C/小時(shí)緩慢升溫至800 °(:保溫處理6h，再以30 °C/小時(shí)緩慢降溫至600 °(:保溫處理4h，最后以50 °C /小時(shí)緩慢降至室溫，再次精整后得到成品。
[0008]其中鋯鐵粉的型號(hào)選擇FZr80Fe。
[0009]上述產(chǎn)品的性能測(cè)試結(jié)果如下:
鑄滲層強(qiáng)度為62.7HRC，使用壽命為普通WCB閥體的6倍，在實(shí)際工況使用過(guò)程中，復(fù)合層不會(huì)剝落、開(kāi)裂，運(yùn)行狀況良好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐海水腐蝕復(fù)合球閥閥體的鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配制澆注液，所述澆注液的化學(xué)成分重量百分比如下:C:0.22%-0.26%，S1: 0.25%-.0.45%，Mn:0.60%-0.80%，Cr:3.5%-5.5%，Mo:0.30%-0.50%，N1:0.15%-0.25%,Nb:0.10%-.0.15%,P<0.03%,S<0.02%，余量為Fe，將各原料在中頻感應(yīng)電爐中于1580-1620 °C熔煉，調(diào)整化學(xué)成分后即得澆注液； (2)配制鑄滲涂料，所述鑄滲涂料由下列重量份的原料制成:200-300目鋯鐵粉40-50，.200-300目氮化鋯5-10，聚乙烯醇0.5-1，正硅酸乙酯0.3-0.5，丙烯酸0.1-0.2，過(guò)硫酸銨.0.01-0.015，硅酸鋰2-4，氟化鈉1-2，鉬酸鈉0.3-0.5，碳納米管1_2，硅烷偶聯(lián)劑KH-550.0.5-1;所述鑄滲涂料的制備方法是先將碳納米管、正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑KH-550加入適量乙醇中攪拌分散均勻，然后加入鋯鐵粉、氮化鋯攪拌I_2h，干燥除去乙醇后100-120 °C處理0.5-lh，得A組分;先將聚乙烯醇加入適量水中85-95°C溶解完全，然后加入丙烯酸和過(guò)硫酸銨60-70°C攪拌2-4h，冷卻后得B組分;將A組分、B組分與其余原料混合研磨均勻，即得鑄滲涂料； (3)澆注閥體，先將砂芯于220-240°C烘干處理4-6h，然后將鑄滲涂料均勻涂覆在砂芯表面，涂覆厚度為1.5-2.5臟，再于160-180°(:處理1-211，然后合箱，再將澆注液于1520-1560°C條件下澆注，以20-30°C/小時(shí)冷卻至室溫，然后進(jìn)行精整； (4)熱處理，將步驟(3)處理后的閥體于200-300°C保溫處理2-4h，然后以60-80°C/小時(shí)緩慢升溫至800-850 °C保溫處理6-8h，再以30-50 °C/小時(shí)緩慢降溫至600-650 °C保溫處理4-.6h，最后以50-60°C/小時(shí)緩慢降至室溫，再次精整后得到成品。
【文檔編號(hào)】C22C38/02GK105861923SQ201610343151
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】劉奎新, 劉瑞
【申請(qǐng)人】安徽鑫宏機(jī)械有限公司