一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法，包括以下步骤：（1）配制浇注液，其中浇注液的化学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：1.5%?2.5%，Nb：0.05%?0.10%，Mo：0.30%?0.50%，P≤0.03%，S≤0.02%，余量为Fe，（2）配制铸渗涂料，（3）浇注阀体，（4）热处理以及精整。通过本发明铸造方法得到的球阀阀体，表面形成均匀、稳定的铸渗复合层，且具有优良的耐磨损、耐腐蚀性能，成品率高，质量稳定、外观质量以及使用性能好、使用寿命长，适用于水泥砂浆输送使用。
【专利说明】
一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法
技术领域
[0001]本发明涉及阀门铸造技术领域，尤其涉及一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法。
【背景技术】
[0002]阀门是流动物料输送和控制的重要部件，在使用中，除了要满足温度、压力等技术指标的要求外，还要适应不同性质物料的不同需要，如腐蚀、磨损、粘附等。同时，阀门的密封性能和使用寿命也是十分重要的技术指标。
[0003]铸渗法是将合金粉等原料调成涂料涂刷在铸型表面，浇注时基体金属液浸透涂料毛细孔隙，依靠金属液热量使合金粉末熔解、熔化，与基体金属融合为一体，从而在铸件表面形成具有良好性能的表面复合层。铸渗技术在提升铸件性能的同时，具有不需要专用设备、工艺简单、生产周期短、成本低廉的优点。但是，由于铸渗技术容易发生气孔、夹渣及表面复合层厚度不均等问题，在实际应用于阀体生产时导致铸造缺陷，影响阀体的外观质量及使用寿命。文献《铸渗法提高铸钢阀门耐磨性的研究》使用铸渗工艺制得耐冲刷性能好的阀门，提高了阀门的使用寿命，但其同时也指出，铸渗层质量稳定性差的问题仍然存在，还有待进一步改进。因此，选择合适加工温度、合适的基材及铸渗涂料、优化铸造方法，改善铸渗工艺复合阀体铸件的质量稳定性至关重要。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种质量稳定、外观质量以及使用性能好、使用寿命长的高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法，包括以下步骤:
(1)配制浇注液，所述浇注液的化学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:1.5%-2.5%，Nb:0.05%-0.10%，Mo:0.30%-0.50%,P<0.03%,S<0.02%，余量为Fe，将各原料在中频感应电炉中于1580-1620 °C熔炼，调整化学成分后即得浇注液；
(2)配制铸渗涂料，所述铸渗涂料由下列重量份的原料制成:200-300目钒铁粉40-50，200-300目氮化硼5-10，纳米石墨粉1-2，聚乙烯醇0.5-1，丙烯酸0.1-0.2，过硫酸铵0.01-0.015，硅酸锂2-4，氟化钠1-2，碳纳米管1-2，硅烷偶联剂KH-550 0.5-1，烯丙基缩水甘油醚0.1-0.2;所述铸渗涂料的制备方法是先将碳纳米管、纳米石墨粉、烯丙基缩水甘油醚和硅烷偶联剂KH-550加入适量乙醇中搅拌分散均匀，然后加入钒铁粉、氮化硼搅拌l-2h，干燥除去乙醇后100-120°C处理0.5-lh，得A组分;先将聚乙烯醇加入适量水中85-95°C溶解完全，然后加入丙烯酸和过硫酸铵60-70°C搅拌2-4h，冷却后得B组分;将A组分、B组分与其余原料混合研磨均匀，即得铸渗涂料；
(3)浇注阀体，先将砂芯于220-240°C烘干处理4-6h，然后将铸渗涂料均匀涂覆在砂芯表面，涂覆厚度为1.5-2.5臟，再于160-180°(:处理1-211，然后合箱，再将浇注液于1520-1560°C条件下浇注，以20-30°C/小时冷却至室温，然后进行精整；
(4)热处理，将步骤(3)处理后的阀体于200-300°C保温处理2-4h，然后以60-80°C/小时缓慢升温至800-850 °C保温处理6-8h，再以30-50 °C/小时缓慢降温至600-650 °C保温处理4-6h，最后以50-60°C/小时缓慢降至室温，再次精整后得到成品。
[0006]本发明的优点是:
本发明利用碳纳米管、纳米石墨粉、烯丙基缩水甘油醚和硅烷偶联剂KH-550对钒铁粉、氮化硼进行表面包覆改性作为铸渗层材料，对合金粉体有良好的表面保护作用，提高与金属液的润湿性能，增强界面冶金结合强度;将丙烯酸改性聚乙烯醇作为粘结剂，结合强度高，且能形成稳定的毛细空隙，改善金属液与铸渗涂料之间的润湿性，有利于形成均匀、稳定的铸渗层;再通过其余原料的混合研磨加工，得到的铸渗涂料经过饶注与金属基体相恪合，得到的复合阀体基体经过热处理、精整等后续处理步骤，最终得到成品。通过本发明铸造方法得到的球阀阀体，表面形成均匀、稳定的铸渗复合层，且具有优良的耐磨损、耐腐蚀性能，成品率高，质量稳定、外观质量以及使用性能好、使用寿命长，适用于水泥砂浆输送使用。
【具体实施方式】
[0007]一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法，包括以下步骤:
(1)配制浇注液，其中浇注液的化学成分重量百分比如下:C:0.22%，S1: 0.25%,Mn:0.60%，Cr: 1.5%，Nb:0.05%，Mo:0.30%,P:0.03%,S:0.02%,余量为Fe，将各原料在中频感应电炉中于1580°C熔炼，调整化学成分后即得浇注液；
(2)配制铸渗涂料，其中铸渗涂料由下列重量(kg)的原料制成:200目钒铁粉40，200目氮化硼5，纳米石墨粉I，聚乙烯醇0.5，丙烯酸0.1，过硫酸铵0.01，硅酸锂2，氟化钠I，碳纳米管I，硅烷偶联剂KH-550 0.5，烯丙基缩水甘油醚0.1;所述铸渗涂料的制备方法是先将碳纳米管、纳米石墨粉、烯丙基缩水甘油醚和硅烷偶联剂KH-550加入适量乙醇中搅拌分散均匀，然后加入钒铁粉、氮化硼搅拌Ih，干燥除去乙醇后1000C处理0.5h，得A组分;先将聚乙烯醇加入适量水中85 0C溶解完全，然后加入丙烯酸和过硫酸铵60 0C搅拌2h，冷却后得B组分;将A组分、B组分与其余原料混合研磨均匀，即得铸渗涂料；
(3)浇注阀体，先将砂芯于220°C烘干处理4h，然后将铸渗涂料均匀涂覆在砂芯表面，涂覆厚度为1.5mm，再于160°C处理Ih，然后合箱，再将浇注液于1520°C条件下浇注，以20°C/小时冷却至室温，然后进行精整；
(4)热处理，将步骤(3)处理后的阀体于200°C保温处理2h，然后以60°C/小时缓慢升温至800 °(:保温处理6h，再以30 °C/小时缓慢降温至600 °(:保温处理4h，最后以50 °C /小时缓慢降至室温，再次精整后得到成品。
[0008]其中钒铁粉的型号选择FeV80_A。
[0009]上述产品的性能测试结果如下:
铸渗层强度为63.3HRC，使用寿命为普通WCB阀体的6倍，在实际工况使用过程中，复合层不会剥落、开裂，运行状况良好。
【主权项】
1.一种高耐磨水泥砂浆球阀阀体的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)配制浇注液，所述浇注液的化学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:1.5%-2.5%，Nb:0.05%-0.10%，Mo:0.30%-0.50%,P<0.03%,S<.0.02%，余量为Fe，将各原料在中频感应电炉中于1580-1620 °C熔炼，调整化学成分后即得浇注液； (2)配制铸渗涂料，所述铸渗涂料由下列重量份的原料制成:200-300目钒铁粉40-50，200-300目氮化硼5-10，纳米石墨粉1-2，聚乙烯醇0.5-1，丙烯酸0.1-0.2，过硫酸铵0.01-.0.015，硅酸锂2-4，氟化钠1-2，碳纳米管1-2，硅烷偶联剂KH-550 0.5-1，烯丙基缩水甘油醚.0.1-0.2;所述铸渗涂料的制备方法是先将碳纳米管、纳米石墨粉、烯丙基缩水甘油醚和硅烷偶联剂KH-550加入适量乙醇中搅拌分散均匀，然后加入钒铁粉、氮化硼搅拌l-2h，干燥除去乙醇后100-120°C处理0.5-lh，得A组分;先将聚乙烯醇加入适量水中85-95°C溶解完全，然后加入丙烯酸和过硫酸铵60-70°C搅拌2-4h，冷却后得B组分;将A组分、B组分与其余原料混合研磨均匀，即得铸渗涂料； (3)浇注阀体，先将砂芯于220-240°C烘干处理4-6h，然后将铸渗涂料均匀涂覆在砂芯表面，涂覆厚度为1.5-2.5臟，再于160-180°(:处理1-211，然后合箱，再将浇注液于1520-1560°C条件下浇注，以20-30°C/小时冷却至室温，然后进行精整； (4)热处理，将步骤(3)处理后的阀体于200-300°C保温处理2-4h，然后以60-80°C/小时缓慢升温至800-850 °C保温处理6-8h，再以30-50 °C/小时缓慢降温至600-650 °C保温处理4-6h，最后以50-60°C/小时缓慢降至室温，再次精整后得到成品。
【文档编号】C22C38/18GK105834353SQ201610343140
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】刘奎新, 刘瑞
【申请人】安徽鑫宏机械有限公司