[发明专利]中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法

说明书

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。

上述原料组合物中，所述Q10生铁，为磷含量≤0.05％，硫含量≤0.02％，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0.035％，目前世界每年产生的低磷废钢总量为1～3亿吨，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1～2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0.2～0.3wt％，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达0.02～0.03wt％，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。