一种高硬度软密封闸阀阀体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种高硬度软密封闸阀阀体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]软密封闸阀是水介质流体管道重要控制件，软密封闸阀产品主要包括:阀体、阀板、梯形螺母、梯形螺纹阀杆、密封垫、阀盖、旋转手轮7大部件。软密封闸阀工作原理:阀板安装在阀体导向槽中，梯形螺母放在阀板顶端槽内；梯形螺纹阀杆一端安装旋转手轮，另端旋入梯形螺母；当转动旋转手轮和梯形螺纹阀杆，带动梯形螺母和阀板上下移动，阀板关闭开启从而水介质流体通断。
[0003]在软密封闸阀是7大部件中，关键核心之一是阀体部件。阀板直接在阀件内上下移动，它的尺寸精度、材质强度，直接影响到软密封闸阀截流能力和闸阀密封性能。
[0004]目前很多软密封闸阀阀体由球墨铸铁铸造而成，球墨铸铁存在着一些缺点，例如不耐腐蚀，热膨胀系数高，使用温度范围小，容易造成漏气等缺点。另外还需要提高铸件的硬度、耐磨性、抗疲劳强度等性能，减少跑、冒、滴、漏现象，减少气孔、裂纹等缺陷，提高成品率。这些性能可以通过改进铸件的成分和工艺来改进阀体的性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种高硬度软密封闸阀阀体及其制备方法，该阀体具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度，耐磨性好，防止泄露。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种高硬度软密封闸阀阀体，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S < 0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、Al0.01-0.03、N 彡 0.008、余量为 Fe。
[0007]所述的高硬度软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为57%珠光体+43%铁素体，且从表面为起点的深度为12-16mm范围内组织为珠光体，珠光体的层间距在70-120nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.05-0.16。
[0008]所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于:
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序；
所述配料工序中，原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢；其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为:C0.8-1.2、
Sil.1-1.5、Mnl.2-1.5、S < 0.01、P < 0.02、余量为 Fe，金相组织为 60% 珠光体，40% 铁素体；所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为:C1.1-1.5、S1.8-1.2、Mn0.3-0.5、S
<0.01、P < 0.02、V0.3-0.6、余量为Fe，其金相组织为贝氏体。
[0009]球化工序为:将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却，取2%铁水重量的钡硅铁合金，将钡硅铁合金熔化，喷淋到方型钢管表面，冷却，得到整体球化剂包；再将整体球化剂包固定在球化包内，孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，冲入铁液。
[0010]本发明的有益效果
本发明阀体具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度，耐磨性好，防止泄露。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；本发明的球化工艺使得Mg、RE和Si的吸收率高，球化反应稳定，球化反应结束15分钟后不出现球化衰退；该阀体表面珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
【具体实施方式】
[0011]一种高硬度软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S < 0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、A10.01-0.03、N 彡 0.008、余量为 Fe。
[0012]所述的高硬度软密封闸阀阀体，该阀体金相组织为57%珠光体+43%铁素体，且从表面为起点的深度为14mm范围内组织为珠光体，珠光体的层间距在70-120nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.05-0.16。
[0013]所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于:
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序；
所述配料工序中，原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢；其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为:C0.8-1.2、
Sil.1-1.5、Mnl.2-1.5、S < 0.01、P < 0.02、余量为 Fe，金相组织为 60% 珠光体，40% 铁素体；所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为:C1.1-1.5、S1.8-1.2、Mn0.3-0.5、S
<0.01、P < 0.02、V0.3-0.6、余量为Fe，其金相组织为贝氏体。
[0014]球化工序为:将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却，取2%铁水重量的钡硅铁合金，将钡硅铁合金熔化，喷淋到方型钢管表面，冷却，得到整体球化剂包；再将整体球化剂包固定在球化包内，孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，冲入铁液。
[0015]实验数据:
该实施例阀体材料经测试，抗拉强度0b为595Mpa、伸长率β为10.43%、硬度HBS为
259。
[0016]壳体强度:公称压力达3.4IMpa (工作压力PNlO的1.5倍，60秒)，密封性能:公称压力达2.35Mpa (工作压力的1.1倍，30秒)。
【主权项】
1.一种高硬度软密封闸阀阀体，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S < 0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、A10.01-0.03、N 彡 0.008、余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的高硬度软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为57%珠光体+43%铁素体，且从表面为起点的深度为12-16mm范围内组织为珠光体，珠光体的层间距在70-120nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.05-0.16。
3.根据权利要求1和2所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于: 生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序； 所述配料工序中，原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢；其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为:C0.8-1.2、Sil.1-1.5、Mnl.2-1.5、S < 0.01、P < 0.02、余量为 Fe，金相组织为 60% 珠光体，40% 铁素体；所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为:C1.1-1.5、S1.8-1.2、Mn0.3-0.5、S< 0.01、P < 0.02、V0.3-0.6、余量为Fe，其金相组织为贝氏体。
4.根据权利要求3所述的高硬度软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于: 球化工序为:将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却，取2%铁水重量的钡硅铁合金，将钡硅铁合金熔化，喷淋到方型钢管表面，冷却，得到整体球化剂包；再将整体球化剂包固定在球化包内，孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，冲入铁液。
【专利摘要】一种高硬度软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C3.4-3.6、Si2.8-3.1、Mn0.8-1.3、P0.01-0.04、S＜0.03、Cr0.80-1.2、V0.30-0.50、Al0.01-0.03、N≤0.008、余量为Fe。本发明阀体具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度，耐磨性好，防止泄露。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；本发明的球化工艺使得Mg、RE和Si的吸收率高，球化反应稳定，球化反应结束15分钟后不出现球化衰退；该阀体表面珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
【IPC分类】C22C37-10, C22C33-08, C22C37-04, C22C37-06
【公开号】CN104532116
【申请号】CN201410848464
【发明人】吴寿涛
【申请人】铜陵市经纬流体科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日