[发明专利]平板式精密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钢铁以及硅、铜元素，铸造表面无凹缩的平板式阀门铸件的原料组合物及其生产方法。

 

背景技术

阀门作为流体介质输送系统中的控制部件，具有重要的作用，例如：在石油、化工生产中，阀门控制着全部生产设备和工艺流程的正常运转，直接影响着生产效率。阀门的精密性尤为重要，在工作过程中，如果阀门发生外漏，就会造成物料损失，环境污染，严重时还会造成其他危险事故。对于易燃易爆、有毒或有放射的介质，外漏会导致更严重的后果，因而阀门必须具有可靠的密封性能。

平板式阀门因其气密性好，结构简单，在固体微粒密封、水利工程、油田等管道控制领域应用广泛。但是，平板式阀门在铸造过程中，由于合金晶粒粗大，以及金属液具有的液态收缩、凝固收缩、固态收缩特征，铸件在凝固的过程中，由于补缩不良而产生表面凹缩，影响阀门的尺寸、精度以及使用性能， 甚至导致阀门失效，引发安全事故。

目前为使平板式阀门铸件具有精密、均匀的晶粒组织，达到高性能的使用要求，国内外生产平板式阀门铸件的生产厂家大多采用不锈钢或合金钢作为生产原料，这两种材料价格昂贵，生产成本较高。还有些企业采用微金属元素，改善铸件球化效果，以得到精密铸件。例如，专利号为200510012720.0的专利公开了一种“精密铸造专用合金及其生产工艺”，在稀土镁硅铁合金中添加钙、钡等元素，增强球磨铸造中的球化作用，生产高质量精密铸件。但是钙、钡金属元素价格高昂，尤其是钡元素，不仅生产成本很高，而且还存在一定的安全隐患。

 

发明内容

为了克服现有技术领域在高质量精密铸件生产中存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种平板式精密阀门铸件的原料组合物及其生产方法，提高平板式阀门铸件的精密度，铸件表面组织均匀，气密性好。

本发明提供的平板式精密阀门铸件的原料组合物及其生产方法，原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁50份、废机件40份、废钢10份、硅铁0.5～1份、废铜3～4份、球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.2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，所述废机件为铸件生产中的铸件浇注系统，如浇道、浇冒口等或因铸造瑕疵报废的铸件，铸件牌号统一。

上述原料组合物中，所述废钢为钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料，如切边、切头等以及使用后报废的设备、构件中的钢铁材料，成分为钢的叫废钢。废钢是在生产生活工程中淘汰或者损坏的作为回收利用的废旧钢铁；其含碳量≤2.0%，硫、磷含量均≤0.05%。目前世界每年产生的废钢总量为3～4亿吨，价格低于生铁，有效降低铸件生产成本。

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，所述废铜为废紫铜。一般采用废电线、电缆或废铜管等，改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，并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：RE2.8%、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，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%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，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。