一种耐氢脆特性的高强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，尤其涉及一种耐氢脆特性的高强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耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体及其制备方法，该阀体抗拉强度高，可以达到850Mpa以上，具有优异的耐氢脆特性，强韧性较好。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.2-3.6、Si2.5-2.9、Mnl.8-2.2、P0.07-0.10、S < 0.02、A100.1-0.15、Nb0.5-0.7、余量为 Fe。
[0007]所述的耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为78%珠光体+22%铁素体，珠光体的层间距在40-130nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之比在0.125-0.158，且珠光体结晶粒的平均尺寸为66-98 μ m。
[0008]所述的耐氢脆特性的高强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中含 Cl.9-2.3、Sil.5-1.8,Mn0.1-0.3、S < 0.0UP < 0.02、A10.01-0.03、余量为Fe，金相组织为85%珠光体，15%铁素体;所述废钢中含Cl.2-1.5、
S1.4-0.7、Mn0.5-0.8、S0.02-0.04、P < 0.02、Nb0.1-0.2、余量为 Fe，其金相组织为贝氏体。
[0009]球化工序为:取2%铁水重量的钡硅铁合金，在氩气氛围中加热熔化，浇铸成钢管，然后在氩气氛围中将纯镁块加热熔化，注入到钡硅铁合金制成的钢管中，然后用铁液将注入口封住，再将其放入两端开口的lCr25Ni20Si2耐热钢管中得到球化剂包；再将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
本发明阀体抗拉强度高，可以达到850Mpa以上，具有优异的耐氢脆特性，强韧性较好；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的球化反应稳定，防止镁燃烧，能防止镁漂浮在铁液上，球化反应均匀稳定，还节约了成本；该阀体的珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
【具体实施方式】
[0011]一种耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.2-3.6、Si2.5-2.9, Mnl.8-2.2, P0.07-0.10、S < 0.02、Α100.1-0.15、Nb0.5-0.7、
余量为Fe。
[0012]所述的耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为78%珠光体+22%铁素体，珠光体的层间距在40-130nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之比在0.125-0.158，且珠光体结晶粒的平均尺寸为66-98 μ m。
[0013]所述的耐氢脆特性的高强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中含 Cl.9-2.3、Sil.5-1.8,Mn0.1-0.3、S < 0.0UP < 0.02、A10.01-0.03、余量为Fe，金相组织为85%珠光体，15%铁素体;所述废钢中含Cl.2-1.5、
S1.4-0.7、Mn0.5-0.8、S0.02-0.04、P < 0.02、Nb0.1-0.2、余量为 Fe，其金相组织为贝氏体。
[0014]球化工序为:取2%铁水重量的钡硅铁合金，在氩气氛围中加热熔化，浇铸成钢管，然后在氩气氛围中将纯镁块加热熔化，注入到钡硅铁合金制成的钢管中，然后用铁液将注入口封住，再将其放入两端开口的lCr25Ni20Si2耐热钢管中得到球化剂包；再将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890Mpa、伸长率#为11.98%、硬度HBS为
216。
[0016]壳体强度:公称压力达3.6Mpa (工作压力PNlO的1.5倍，60秒)，密封性能:公称压力达2.29Mpa (工作压力的1.1倍，30秒)。
【主权项】
1.一种耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C3.2-3.6、Si2.5-2.9、Mnl.8-2.2, P0.07-0.10、S < 0.02、Α100.1-0.15、Nb0.5-0.7、余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为78%珠光体+22%铁素体，珠光体的层间距在40-130nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之比在0.125-0.158，且珠光体结晶粒的平均尺寸为66-98 μ m。
3.根据权利要求1和2所述的耐氢脆特性的高强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中含 Cl.9-2.3、Sil.5-1.8,Mn0.1-0.3、S < 0.0UP < 0.02、A10.01-0.03、余量为Fe，金相组织为85%珠光体，15%铁素体;所述废钢中含Cl.2-1.5、S1.4-0.7、Mn0.5-0.8、S0.02-0.04、P < 0.02、Nb0.1-0.2、余量为 Fe，其金相组织为贝氏体。
4.根据权利要求3所述的耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于: 球化工序为:取2%铁水重量的钡娃铁合金,在気气氛围中加热熔化,烧铸成钢管,然后在氩气氛围中将纯镁块加热熔化，注入到钡硅铁合金制成的钢管中，然后用铁液将注入口封住，再将其放入两端开口的lCr25Ni20Si2耐热钢管中得到球化剂包；再将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】一种耐氢脆特性的高强度软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C3.2-3.6、Si2.5-2.9、Mn1.8-2.2、P0.07-0.10、S＜0.02、Al00.1-0.15、Nb0.5-0.7、余量为Fe。本发明阀体抗拉强度高，可以达到850Mpa以上，具有优异的耐氢脆特性，强韧性较好；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；该阀体的珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
【IPC分类】C22C33-08, C22C37-10
【公开号】CN104532115
【申请号】CN201410848463
【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