[發明專利]一種耐磨耐蝕的高精度閥門及其制造方法

有效

• 申請號: 201410210979.5
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN104006198A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 孔祥偉
• 申請（專利權）人: 安徽金大儀器有限公司
• 主分類號: F16K27/00
• 分類號: F16K27/00;C22C38/54;B22F3/115;B23P15/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

???本發明屬于閥門制造方法領域，具體涉及一種使用特殊配比原料鑄造高強度耐磨耐蝕閥體，并使用使用3D打印技術精確快速制造復雜閥門內件，并將兩者進行組裝的閥門制造方法。

背景技術

目前在世界范圍內，閥門在石油、化工、冶金等領域有著十分重要的作用，一旦閥門因為外界的摩擦與腐蝕發生穿透，或者因為閥門內件的精度達不到標準而發生故障，不僅會給國家、企業帶來嚴重的經濟損失，同時也會帶來較大的社會影響。

現有技術中，針對提高閥體的耐磨耐蝕性能，主要有一下幾種方法：

（1）較為常用的采用高鎳高鉻的合金鋼作為閥體的材料，雖然在閥體強度上有所保證，并可以延緩閥體的腐蝕進程，但是無法從根本上解決這一問題，當閥門的時候時間較長時，閥體同樣會因為摩擦碰撞發生形變以及發生銹蝕，并且高鎳高鉻合金鋼的制作成本很高，在一定程度上制約了高鎳高鉻合金鋼的推廣。

（2）研發新材料，針對摩擦腐蝕的機理，設法尋找耐磨與耐腐蝕的金屬元素與非金屬元素，并相組合使用，這一方面不僅研究難度較大，而且一旦使用新材料卻達不到滿意效果，導致費時費力。

（3）對閥體以及閥門內件表面進行涂層，采用特定方法將耐磨耐腐蝕的材料涂覆與閥體與閥門內件的表面，形成一層或幾層耐磨耐腐蝕層，雖然可以對耐磨耐腐蝕層進行修復與補充，維持耐磨耐腐蝕效果，但是對噴涂效果較高，如果噴涂工藝選擇不合適，得到的涂層組織比較疏松，既不能保持有效的耐磨效果，同時高壓的腐蝕氣體也很容易透過涂層侵入閥體，對閥體進行腐蝕；對閥門內件進行噴涂時，必須事先考慮到閥門內件之間的配合以及涂層的厚度，來相應改變閥門內件的尺寸，一旦涂層厚度發生較大變化，閥門內件就會發生配合故障；并且涂層與閥體基體以及閥門內件基體之間存在一定的結合力問題，涂層與基體的結合力不僅與各自的材質有著很大的關系，而且與所選擇的的噴涂工藝也有較大的聯系，如果涂層與基體不能做到有效結合的話，在摩擦碰撞與高壓腐蝕氣體的沖擊與影響下，很容易將涂層破壞。

一旦解決了閥門的耐磨耐蝕性能，則對國家、對企業產生的經濟效益以及社會效益是不可估量的，因此如何解決閥門的耐磨耐蝕性能是本領域技術人員所需研究的課題。

發明內容

本發明提供一種制造耐磨耐蝕的高精度閥門的方法，使用特殊配比原料鑄造高強度耐磨耐蝕閥體，并使用使用3D打印技術精確快速制造復雜閥門內件，并將兩者進行組裝。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種耐磨耐蝕的高精度閥門，包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內件；高強度耐磨耐蝕閥體按照質量百分比由以下成分組成：C：0.3-0.55%，Si：1.8-2.5%，Mn：1-1.5%，Nb：0.15-0.25%，Ni：0.15-0.25%，Al：0.2-0.35%，Zn：0.1-0.2%，Cr：1.5-2.5%，B：0.005-0.008%，V：0.07-0.15%，Ta：0.2-0.3%，Sn：0.015-0.025%，S：0.015-0.025%，P：0.01-0.02%，其余為Fe。

在閥體原料成分設計中，C可以提高沖擊韌性，但含碳量過高也容易造成缺陷，故C的質量百分比選擇在0.3-0.55%。Mn可以提高珠光體含量，進而提高抗拉強度，但當含量過高時容易產生偏析，顯著提高韌脆轉變溫度，降低合金的塑性以及韌性，因此將Mn的質量百分比控制在1-1.5%。Si在貝氏體轉變過程中具有強烈抑制碳化物析出的特點，并穩定和細化奧氏體，增加C、Mn的偏聚，提高合金的淬透性，可充分提高閥體的淬透性以及抗沖擊韌性。Ni和B均為強增加淬透性元素，可充分提高閥體淬透性以及抗沖擊韌性。少量的Nb可使合金的晶粒細化，降低合金的過熱敏感性以及回火脆性，提高強度和抗蝕性。微量B可極大提高高合金的淬透性，每1份質量的B相當于300份質量的Mo。微量的V可以賦予合金一些特殊機能，如提高抗張強度和屈服點。元素Ta不僅質地十分堅硬、富有延展性、易于加工，并且具有出色的化學性質，具有極高的抗腐蝕性能。因此上述成分可用以低溫環境下設備用緊固件的制造，并且由于本發明采用電腦進行全程監控，因此本發明除了對配方進行相應的改進，還對每個配方的配比進行了精確取值，并經多次試驗確定其最佳配比，因此以上配比所得到的閥體的性能最佳。

進一步地，高強度耐磨耐蝕閥體的制造方法為：