专利名称：高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法
技术领域：
本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种采用球墨铸铁中适当加入镍、锡元素，铸造高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法。
背景技术：
高性能排污阀门对铸件材质要求非常严格，要求阀门具有耐腐蚀、耐磨损、耐高压、耐高温等特殊性能。目前，国内外生产高性能排污阀门的生产厂家大多采用不锈钢为原料来生产、制作阀门，不锈钢价格昂贵，生产成本较高，经济性差；也有一些厂家采用铝合金材料，铝合金材料虽具有良好的耐腐蚀性能，但是铝的电解质提取工艺繁琐，费用也较高。国内传统生产工艺与国外类似，如专利申请号为CN99115024. 4的专利公开了 “铝质防腐隔膜阀和旋塞阀”，涉及用于化工设备的耐磨、耐腐蚀的阀门的制造方法。主要选用 铝、镁、镍、钛等金属，经溶化，除气精炼、扒渣、调温、浇注以及热处理等工艺生产制造，生产成本较高。国内外生产高性能阀门生产工艺存在的缺点是1.生产成本高，不锈钢的价格约80000元/吨，合金钢的价格约35000元/吨，是球墨铸铁的3 8倍；2.不是从铸态直接得到其高性能，而是大多采用热处理方式，费用高、存在二次污染。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法，降低生产成本，提高阀门的使用性能。本发明提供的高性能排污阀门铸件的原料组合物，该原料组合物的组分及各组分的重量份为Q10生铁100份、硅铁6 8份、镍铁I. 5 2份、废锡O. 2 O. 3份、球化齐[J I. 3 I. 6份、孕育剂I I. 5份。上述原料组合物中，所述QlO生铁，为磷含量< O. 05%，硫含量< O. 02%，碳含量
3.6% 4%，硅含量< 1.0%的球墨生铁。是用铁矿石经高炉冶炼的产品，国内产量很大，非常普遍。上述原料组合物中，所述硅铁是指75#硅铁，硅含量75%以上，可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况。上述原料组合物中，所述镍铁为在炼钢工业中的合金元素添加剂，可提高钢的抗弯强度和硬度，在铸铁中可使其结构均匀，密度提高，在此作为铸造合金加入剂，可以有效地提高球铁的淬透性,改善耐蚀性。上述原料组合物中，所述废锡为废锡片或废锡制品。能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能。上述原料组合物中，所述球化剂为稀土镁合金，一般采用的牌号为3-8，主要化学元素含量为Fe2. 8%、Si41.8%、Mg8. 12%、Ca2. 8%。稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用，达到除气精炼、净化熔体的效果。稀土能使石墨球化，稀土防止干扰元素破坏球化。研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0.05wt%时，加入0.01wt% (残余量)的稀土，可以完全中和干扰，并可抑制变态石墨的产生。我国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达O. 2 O. 3wt%，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达O. 02 O. 03wt%，故仍可保证石墨球化良好。上述原料组合物中，所述孕育剂是指硅粒，硅含量> 75%。是一种可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织，它在孕育处理后有良好的效果。本发明提供的高性能排污阀门铸件的生产方法，采用上述原料组合物进行生产，包括以下生产步骤(I)将备好的Qio生铁的60%加入电炉中，加热至1300 1370°C;(2)再加入称量好的硅铁、镍铁和剩余的生铁，把铁水继续升温至1570 1600°C;(3)将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖、压实；(4)将废锡加入到铁水包堤坝 的另一侧，以备铁水冲熔；(5)将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；(6)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(7)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能铸件。上述步骤(7)中，球化后的铁水所含化学成分的重量百分比为C3.6% 4.0%、SiO. 5 % 3. O %、M η0· I % O. 4 %、P 彡 O. 06 %、S 彡 O. 035 %、ReO. 03 % O. 05 %、MgO. 03% O. 06%，得到铸态耐腐蚀、耐磨损、高延伸率的高性能球墨铸铁。本发明提供的高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法，其有益效果在于I、配方和工艺简单，容易实现产业化；2、直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高，真正属于高性能球墨铸铁；3、铸件中加入镍铁，可以有效地提高球铁的淬透性，改善耐蚀性；4、铸件中加入适当的废锡，能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能，保证其良好的球化效果；5、在原来的球墨铸铁的工艺情况下，适当加入其特殊成分，综合成本只有不锈钢的八分之一，但性能优于不锈钢。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明提供的高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法，进行详细的说明。实施例本实施例的高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法，根据原料组合物的重量份配方称取物料，配方如下Q10生铁100份、硅铁6 8份、镍铁I. 5 2份、废锡O. 2 O. 3份、球化剂I. 3 I. 6份、孕育剂I I. 5份。根据O. 5吨中频炉规格，首先称取QlO生铁300公斤加入电炉中，加热至1300 1370°C;再加入称量好的硅铁30公斤、镍铁7. 5公斤和剩余的生铁200公斤，把铁水继续升温至1570 1600°C ；3-8稀土镁合金6. 5公斤加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖、压实；将废锡I公斤加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能 铸件。
权利要求
1.一种高性能排污阀门铸件的原料组合物，其特征在于该原料组合物的组分及各组分的重量份为=Qio生铁100份、硅铁6 8份、镍铁I. 5 2份、废锡O. 2 O. 3份、球化剂I.3 I. 6份、孕育剂I I. 5份；所述QlO生铁，为磷含量< O. 05%，硫含量<0. 02%，碳含量3.6% 4%，硅含量< 1.0%的球墨生铁；所述铁屑是指相同牌号的铸件在加工切削中，切削下来的废料；所述硅铁，为75#硅铁，硅含量> 75% ;所述废锡为废锡片或废锡制品；所述球化剂为稀土镁合金，牌号3-8，主要化学元素含量为Fe2. 8%、Si41.8%、Mg8. 12%,Ca2. 8% ;所述孕育剂是指硅粒，硅含量> 75%。
2.一种采用权利要求I所述原料组合物，生产高性能排污阀门铸件的生产方法，其特征在于包括以下步骤(I)将备好的QlO生铁的60%加入电炉中，加热至1300 1370°C;(2)再加入称量好的硅铁、镍铁和剩余的生铁，把铁水继续升温至1570 1600°C ； (3)将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖、压实；(4)将废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(5)将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；(6)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(7)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能铸件。
全文摘要
本发明公开了一种高性能排污阀门铸件的原料组合物及其生产方法，该原料组合物的组分及各组分的重量份为Q10生铁100份、硅铁6～8份、镍铁1.5～2份、废锡0.2～0.3份、球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。高性能排污阀门铸件及其生产工艺，铸件原料配方和生产工艺简单，容易实现产业化；直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高，真正属于高性能球墨铸铁；配方添加镍铁和废锡，使铸件机体组织结构更加均匀，有效提高铸件的整体性能。
文档编号F16K27/00GK102936680SQ201210378628
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者常云青, 薛洁, 翟召武, 常玉林, 李中信 申请人:青岛和德隆机械有限公司