[发明专利]一种用于阀门铸造的青铜合金材料及其处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及用于阀门铸造的青铜合金材料，具体的说是一种用于阀门铸造的青铜合金材料及其处理工艺。

背景技术

目前阀门的运用在很多领域起到关键的作用，由于铜阀门具有耐腐蚀性强，铜阀门运用广泛，但是铜阀门也存在缺陷，如：耐磨擦能力低，耐高温性能差，强度低，使用寿命短等，针对这些缺陷，本发明提出了一种用于阀门铸造的青铜合金材料及其处理工艺，提高铜阀门的耐摩擦能力和耐高温能力，增加其强度和使用寿命，降低成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种用于阀门铸造的青铜合金材料及其处理工艺，不仅提高了阀门抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性，能适应各种恶劣的环境中工作，强度高，而且使用寿命长，降低了成本，并且提高了耐高温能力。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种用于阀门铸造的青铜合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为：C：0.55-0.58%，Mn：0.33-0.36%，Cr：2.25-2.45%，Ni：4.35-4.55%，Mo：0.52-0.55%，W：0.38-0.40%，V：0.12-0.15%，Nb：0.11-0.13%，Zn：22.3-22.5%，稀土：0.25-0.28%，其余为Cu和微量杂质；

稀土中，按重量百分比包含以下组分：Pu：14.56-14.58%，Pr：21.3-21.5%，Gd：3.88-3.90%，Ac：7-9%，Nd：5.8-6.0%，Sm：11-13%，Ce：15-17%，Lu：13-15%，余量为La；

加入Mo元素，能提高耐腐蚀性和强度，加入W元素，钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性，加入V元素，在热处理中能细化晶粒，可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等，加入Nb元素，能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性，提高强度，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀，加入Cr和Ni微量元素，能提高其耐磨才能力和增加其强度，提高其熔点，增加抗高温的能力，同时还加入了稀土元素，在锻造过程中形成致密的晶粒，并且分布均匀，增加其强度，改善其综合性能，产生意想不到的技术效果。 

本发明还提供了一种用于阀门铸造的青铜合金材料的处理工艺，该处理工艺按以下步骤进行：

步骤（1）：在电弧炉冶炼过程中，先将炉温升至600-700℃后加入青铜合金材料；

步骤（2）：经过 LF炉精炼，精炼温度为1650-1660℃，成份微调，时间在2-3h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求；

步骤（3）：用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1550～1580℃，真空度51-53帕，抽气时间在3-5h；

步骤（4）：在1485～1510℃的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在580-600℃，保温时间为48-55h，最后空冷至室温；

步骤（5）：将锻造好的阀门部件进行第一次热处理：将各个部件加热到530-540℃，保温30-45min，然后用水冷以12-15℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到860-880℃，用油冷以8-10℃/s的冷却至室温；

步骤（6）：将锻造好的阀门部件进行第二次热处理：将各个部件加热到900-920℃，保温5-8h，然后风冷以10-12℃/s的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。

这样，通过合理的锻造工艺，在LF炉精炼冶炼，保证了冶炼的质量，并且在真空脱气炉进行脱气，用氩气保护模铸，避免了产品中产生气孔，进一步提高产品的质量，将锻造好的毛坯进行两次热处理，显著提高阀门的抗腐蚀性和耐磨性，提高产品的使用寿命，降低成本。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的用于阀门铸造的青铜合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为：C：0.55%，Mn：0.33%，Cr：2.25%，Ni：4.35%，Mo：0.52%，W：0.38%，V：0.12%，Nb：0.11%，Zn：22.3%，稀土：0.25%，其余为Cu和微量杂质；

稀土中，按重量百分比包含以下组分：Pu：14.56%，Pr：21.3%，Gd：3.88%，Ac：7%，Nd：5.8%，Sm：11%，Ce：15%，Lu：13%，余量为La。

前述的用于阀门铸造的青铜合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为：C：0.58%，Mn：0.36%，Cr：2.45%，Ni：4.55%，Mo：0.55%，W：0.40%，V：0.15%，Nb：0.13%，Zn：22.5%，稀土：0.28%，其余为Cu和微量杂质；