专利名称：中高压油田专用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碳化硅、铜、锡元素，铸造中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法。
背景技术：
中高压油田所用阀门，由于阀门工作所接触的特殊介质，要求阀门具有耐火、防静电、抗腐蚀、耐静压等特殊性能。目前，国内外生产油田阀门的生产厂家大多采用不锈钢、合金钢以及灰铸铁为原料来生产、制作阀门，采用不锈钢、合金钢生产阀门，材料成本较高；采用灰铸铁生产阀门，生产的阀门耐静压及抗腐蚀性能不能很好的满足使用要求。国内传统生产工艺与国外类似，如专利申请号为CN96115107. 2的专利公开了 “球墨铸铁磨球及铸件的生产方法”，涉及以废铁渣为原料，生产铸件的方法。其工艺是先将废 铁渣、石灰石、焦炭、铁合金等原料投入通天炉，经熔炼后，再进行脱硫、浇注、造型。工艺降低了制造的成本，但是铸件的使用性能一般。国内外生产中高压油田专用阀门的工艺存在的缺点是1.生产的阀门耐静压及抗腐蚀性能较差；2.不是从铸态直接达到高性能，而是大多采用热处理方式，费用高、存在二次污染；3.使用寿命短，更换频繁，既影响了正常使用，又提高了维修费用。
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，提供一种中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法，生产成本低，阀门的耐静压、抗腐蚀性能好。本发明提供的中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法，该铸件的原料组合物的组分及各组分的重量份为Q10生铁50 40份、低磷废钢50 60份、锰铁
O.5 O. 8份、碳化硅8 10份、废铜I. 8 2. 2份、废锡O. 2 O. 3份、球化剂I. 5 I. 7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，所述低磷废钢为钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料，如冲压件下脚料、切头等。磷含量均不大于O. 035%，目前世界每年产生的低磷废钢总量为I 3亿吨，价格低于生铁，有效降低了铸件的生产成本。上述原料组合物中，所述锰铁是锰含量在65 %以上的铁锰合金，在炼钢过程中，锰铁是良好的脱氧剂和脱硫剂，不但有足够的韧性，且能够增加珠光体含量，获得较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。上述原料组合物中，所述碳化硅是指化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好的工业碳化硅。可提高其耐磨性而延长使用寿命I 2倍，SiC含量为80% 90%，是极好的脱氧剂，用它可加快熔炼速度，并便于控制化学成分，提高铁水的质量。
上述原料组合物中，所述废铜为废紫铜。一般采用废电线、电缆或废铜管等，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。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O. 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。本发明提供的中高压油田专用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、低磷废钢、碳化硅、锰铁陆续加入电炉中，加热至1570 1600°C ；(2)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；
(3)将废铜、废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(4)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；(5)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(6)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能的中高压油田专用阀门铸件。上述步骤(6)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 %、MnO. 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。本发明提供的中高压油田专用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闻,真正属于闻性能球墨铸铁；3、铸件中加入低磷废钢，有效的提高了铸件的性能，并降低了铸件的生产成本；4、铸件中加入锰铁，不但有足够的韧性，且能够增加珠光体含量，获得较高的强度和硬度；5、铸件中加入碳化硅，可提高其耐磨性而延长使用寿命I 2倍；6、铸件中加入适当的废铜、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。铸件原料球化前后的C、Si、S化学元素的百分比
权利要求
1.一种生产中高压油田专用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50 40份、低磷废钢50 60份、锰铁O. 5 O. 8份、碳化硅8 10份、废铜I. 8 2. 2份、废锡O. 2 O. 3份、球化剂I. 5 I. 7份、孕育剂I I. 5份；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；所述低磷废钢，磷含量< O. 035% ;所述锰铁为铁锰合金，锰含量> 65% ;所述碳化硅为工业碳化硅，碳化硅含量为80% 90% ;所述废铜为废紫铜；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，硅含量彡75%。
2.一种采用权利要求I所述原料组合物，生产中高压油田专用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、低磷废钢、碳化硅、锰铁陆续加入电炉中，加热至1570 1600°C ；(2)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；(3)将废铜、废锡加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(4)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；(5)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(6)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到高性能的中高压油田专用阀门铸件。
全文摘要
本发明公开了一种中高压油田专用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50～40份、低磷废钢50～60份、锰铁0.5～0.8份、碳化硅8～10份、废铜1.8～2.2份、废锡0.2～0.3份、球化剂1.5～1.7份、孕育剂1～1.5份。铸件的配方和工艺简单，容易实现产业化；铸件中加入低磷废钢，有效的提高了铸件的性能，并降低了铸件的生产成本；铸件中加入的废铜、锡等微量元素，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。
文档编号F16K51/00GK102925787SQ20121037862
公开日2013年2月13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, 翟召武, 常玉林, 薛洁, 李云坤 申请人:青岛和德隆机械有限公司