[發(fā)明專利]生產(chǎn)高性能球墨鑄鐵閥門的原料組合物及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110342279.8
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102337448A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常云青;翟召武;代云崗;常玉林;李云坤
• 申請（專利權(quán)）人: 青島和德隆機械有限公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金鑄鐵鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用球墨鑄鐵中適當(dāng)加入鎳、銅、錫元素，鑄造高性能閥門鑄件原料組合物及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

高性能閥門對材質(zhì)要求非常嚴(yán)格。高性能閥門一般用于化工、船舶、石油、排污等比較特殊的環(huán)境，要求閥門具有耐腐蝕、耐磨損、耐高壓、耐高溫等特殊性能。

目前，國內(nèi)外生產(chǎn)高性能閥門的生產(chǎn)廠家大多采用不銹鋼、合金鋼為原料來生產(chǎn)、制作閥門。這樣生產(chǎn)的閥門價格昂貴，但機械性能一般，有的耐腐蝕，但是不耐磨；有的耐磨，但是耐腐蝕性較差。

國內(nèi)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝與國外類似，如專利申請?zhí)枮?00510041029的專利公開了“一種液堿含鎳球鐵閥門用材的加工方法”，涉及用于化工行業(yè)的合金耐強堿球鐵閥門材料的制造方法。其工藝是先將生鐵、廢鋼、回爐料加入IT中頻爐內(nèi)加熱，待融化后再加入鐵合金、硅、錳、鎳，經(jīng)熔煉后，再進行澆注、造型、熱處理。

國內(nèi)外生產(chǎn)高性能閥門生產(chǎn)工藝存在的缺點是：1.生產(chǎn)成本高，不銹鋼的價格約80000元/噸，合金鋼的價格約35000元/噸。是球墨鑄鐵的3～8倍。2.生產(chǎn)的閥門機械性能差，有的耐腐蝕，但是不耐磨；有的耐磨，但是耐腐蝕性較差。3.不是從鑄態(tài)直接得到其高性能，而是大多采用熱處理方式，費用高、存在二次污染。4.使用壽命短，更換頻繁。即影響了正常使用，又提高了維修費用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種生產(chǎn)高性能球墨鑄鐵閥門的原料組合物及采用上述原料組合物生產(chǎn)高性能球墨鑄鐵閥門的方法。

本發(fā)明提供的生產(chǎn)高性能球墨鑄鐵閥門的原料組合物，該原料組合物的組分及各組分的重量百分比為：Q10生鐵50～60％、廢機件15～20％、廢鋼5～10％、廢鐵屑20～25％、鎳鐵0.5～0.8％、廢銅0.3～0.6％、廢錫0.2～0.3％、球化劑1～1.3％、孕育劑1～1.5％。

上述原料組合物中，所述Q10生鐵，為磷含量＜0.04％，硫含量＜0.02％，碳含量4％，硅含量＜1.0％的球墨生鐵。是用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)量很大，非常普遍。

上述原料組合物中，所述廢機件為鑄件生產(chǎn)中的鑄件澆注系統(tǒng)，如澆道、澆冒口等或因鑄造瑕疵報廢的鑄件。但應(yīng)注意鑄件牌號統(tǒng)一。

上述原料組合物中，所述廢鋼為鋼鐵廠生產(chǎn)過程中不成為產(chǎn)品的鋼鐵廢料，如切邊、切頭等以及使用后報廢的設(shè)備、構(gòu)件中的鋼鐵材料，成分為鋼的叫廢鋼。廢鋼是在生產(chǎn)生活工程中淘汰或者損壞的作為回收利用的廢舊鋼鐵；其含碳量一般小于2.0％，硫、磷含量均不大于0.05％。目前世界每年產(chǎn)生的廢鋼總量為3～4億噸，價格低于生鐵，有效降低鑄件生產(chǎn)成本。

上述原料組合物中，所述廢鐵屑是指相同牌號的鑄件在加工切削中，切削下來的廢料。屬于廢物再次利用。先將部分廢鐵屑裝入電爐底部，有效防止生鐵、廢鋼加入時對電爐內(nèi)襯的沖擊。

上述原料組合物中，所述鎳鐵為在煉鋼工業(yè)中作為合金元素添加劑，可提高鋼的抗彎強度和硬度，在鑄鐵中可使其結(jié)構(gòu)均勻，密度提高，在此作為鑄造合金加入劑。Ni可以有效地提高球鐵的淬透性，改善耐蝕性。

上述原料組合物中，所述廢銅為廢紫銅。一般采用廢電線、電纜或廢銅管等，能夠有效地促進珠光體的生成，細(xì)化其組織晶粒，改良其機械性能，保證其良好的球化效果。

上述原料組合物中，所述廢錫為廢錫片或廢錫制品。能夠有效地促進珠光體的生成，細(xì)化其組織晶粒，改良其機械性能。

上述原料組合物中，所述球化劑為稀土鎂合金，一般采用牌號3-8(FE2.8％、SI41.8％、Mg8.12％、Ca2.8％)或5-8(FE4.6％、SI42.8％、Mg8.12％、Ca2.7％)。稀土元素在鎂合金熔體中具有除氫、除氧、除硫、除鐵、除夾雜物的作用，達(dá)到除氣精煉、凈化熔體的效果。稀土能使石墨球化，稀土防止干擾元素破壞球化。研究表明，當(dāng)干擾元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等總量為0.05wt％時，加入0.01wt％(殘余量)的稀土，可以完全中和干擾，并可抑制變態(tài)石墨的產(chǎn)生。我國絕大部分的生鐵中含有鈦，有的生鐵中含鈦高達(dá)0.2～0.3wt％，但稀土鎂球化劑由于能使鐵中的稀土殘留量達(dá)0.02～0.03wt％，故仍可保證石墨球化良好。

上述原料組合物中，所述孕育劑是指硅粒，硅含量75％以上。是一種可促進石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態(tài)和分布狀況，增加共晶團數(shù)量，細(xì)化基體組織，它在孕育處理后有良好的效果。