專利名稱：平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法
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)加入鋼鐵以及硅、銅元素，鑄造表面無凹縮的平板式閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
閥門作為流體介質(zhì)輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有重要的作用，例如在石油、化工
生產(chǎn)中，閥門控制著全部生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，直接影響著生產(chǎn)效率。閥門的精密性尤為重要，在工作過程中，如果閥門發(fā)生外漏，就會(huì)造成物料損失，環(huán)境污染，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成其他危險(xiǎn)事故。對(duì)于易燃易爆、有毒或有放射的介質(zhì)，外漏會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果，因而閥門必須具有可靠的密封性能。平板式閥門因其氣密性好，結(jié)構(gòu)簡單，在固體微粒密封、水利工程、油田等管道控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是，平板式閥門在鑄造過程中，由于合金晶粒粗大，以及金屬液具有的液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮特征，鑄件在凝固的過程中，由于補(bǔ)縮不良而產(chǎn)生表面凹縮，影響閥門的尺寸、精度以及使用性能，甚至導(dǎo)致閥門失效，引發(fā)安全事故。目前為使平板式閥門鑄件具有精密、均勻的晶粒組織，達(dá)到高性能的使用要求，國內(nèi)外生產(chǎn)平板式閥門鑄件的生產(chǎn)廠家大多采用不銹鋼或合金鋼作為生產(chǎn)原料，這兩種材料價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本較高。還有些企業(yè)采用微金屬元素，改善鑄件球化效果，以得到精密鑄件。例如，專利號(hào)為200510012720.0的專利公開了一種“精密鑄造專用合金及其生產(chǎn)工藝”，在稀土鎂硅鐵合金中添加鈣、鋇等元素，增強(qiáng)球磨鑄造中的球化作用，生產(chǎn)高質(zhì)量精密鑄件。但是鈣、鋇金屬元素價(jià)格高昂，尤其是鋇元素，不僅生產(chǎn)成本很高，而且還存在一定的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域在高質(zhì)量精密鑄件生產(chǎn)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，提高平板式閥門鑄件的精密度，鑄件表面組織均勻，氣密性好。本發(fā)明提供的平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，原料組合物的組分及各組分的重量份為Q10生鐵50份、廢機(jī)件40份、廢鋼10份、硅鐵O. 5 I份、廢銅3 4份、球化劑I. 3 I. 6份、孕育劑I I. 2份。上述原料組合物中，所述QlO生鐵，為磷含量彡O. 05%，硫含量彡O. 02%，碳含量4%，
硅含量彡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(jī)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(bào)廢的鑄件，鑄件牌號(hào)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(bào)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< 2. 0%，硫、磷含量均(O. 05%。目前世界每年產(chǎn)生的廢鋼總量為3 4億噸，價(jià)格低于生鐵，有效降低鑄件生產(chǎn)成本。上述原料組合物中，所述硅鐵是指75#硅鐵，硅含量75%以上，可促進(jìn)石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態(tài)和分布狀況。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，改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，并能夠有效地促進(jìn)珠光體的生成，細(xì)化其組織晶粒，改良其機(jī)械性能，保證其良好的球化效果。上述原料組合物中，所述球化劑為稀土鎂合金，一般采用的牌號(hào)為3-8，主要化學(xué)元素含量為RE2. 8%、Si41. 8%、Mg8. 12%、Ca2. 8%。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，防止干擾兀素破壞球化。研究表明，當(dāng)干擾兀素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等總量為O. 05wt%時(shí),加入O. 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)O. 2 O. 3wt%，但稀土鎂球化劑由于能使鐵中的稀土殘留量達(dá)O. 02 O. 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?？纱龠M(jìn)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(tuán)數(shù)量，細(xì)化基體組織，它在孕育處理后有良好的效果。本發(fā)明提供的平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，采用上述原料組合物進(jìn)行生產(chǎn)，包括以下步驟(1)將備好的Qio生鐵，廢機(jī)件，廢鋼加入電爐中，加熱至1300 1370°C ；(2)再加入稱量好的硅鐵，把鐵水繼續(xù)升溫至1570 1600°C ；(3)將球化劑加入鐵水包的底部，上部覆蓋孕育劑，并加壓鐵覆蓋、壓實(shí)；(4)將廢銅加入到鐵水包堤壩的另一側(cè)，以備鐵水沖熔；(5)將鐵水沖入鐵水包中，并在沖入過程中進(jìn)行二次孕育，然后進(jìn)行扒渣；(6)再覆蓋一層除渣劑進(jìn)行聚渣、保溫；(7)將鐵水運(yùn)至澆注現(xiàn)場進(jìn)行澆注，得到平板式精密閥門鑄件。本發(fā)明提供的平板式精密閥門鑄件的生產(chǎn)方法，其有益效果在于
1、配方和工藝簡單，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；
2、直接由鑄態(tài)形式得到的鑄件性能大大提高；
3、采用普通廢鋼、廢機(jī)件、廢銅,可成倍降低精密鑄件生產(chǎn)的原材料成本；
4、鑄件中加入適量的硅鐵，可促進(jìn)石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態(tài)和分布狀況；
5、鑄件中加入適量的廢銅，可以有效地促進(jìn)珠光體的生成，細(xì)化其組織晶粒，改良其機(jī)械性能，保證其良好的球化效果。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供的平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，進(jìn)行詳細(xì)的說明。
實(shí)施例一
本實(shí)施例的生產(chǎn)平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，根據(jù)原料組合物的重量份配方稱取物料，配方如下Q10生鐵50份、廢機(jī)件40份、廢鋼10份、硅鐵O. 5 I份、廢銅3 4份、球化劑I. 3 I. 6份、孕育劑I I. 2份。根據(jù)O. 5噸中頻爐規(guī)格，首先稱取QlO生鐵236公斤，廢機(jī)件189公斤，廢鋼47公斤，硅鐵2. 4公斤，廢銅14公斤，球化劑6公斤，孕育劑4. 7公斤。先將備好的QlO生鐵236公斤，廢機(jī)件189公斤，廢鋼47公斤加入電爐中，加熱至1300 1370°C ;再加入稱量好的硅鐵2. 4公斤，把鐵水繼續(xù)升溫至1570 160(TC ;將球化劑6公斤加入鐵水包的底部，上部覆蓋孕育劑4. 7公斤，并加壓鐵覆蓋、壓實(shí)；將廢銅14公斤加入到鐵水包堤壩的另一側(cè)，以備鐵水沖熔；將鐵水沖入鐵水包中，并在沖入過程中進(jìn)行二次孕育，然后進(jìn)行扒渣；再覆 蓋一層除渣劑進(jìn)行聚渣、保溫；將鐵水運(yùn)至澆注現(xiàn)場進(jìn)行澆注，得到平板式精密閥門鑄件。
實(shí)施例二
本實(shí)施例的生產(chǎn)平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，根據(jù)原料組合物的重量份配方稱取物料，配方如下Q10生鐵50份、廢機(jī)件40份、廢鋼10份、硅鐵O. 5 I份、廢銅3 4份、球化劑I. 3 I. 6份、孕育劑I I. 2份。根據(jù)O. 5噸中頻爐規(guī)格，首先稱取QlO生鐵232公斤，廢機(jī)件186公斤，廢鋼47公斤，硅鐵4. 7公斤，廢銅18. 6公斤，球化劑7. 5公斤，孕育劑5. 6公斤。先將備好的QlO生鐵232公斤，廢機(jī)件186公斤，廢鋼47公斤加入電爐中，加熱至1300 1370°C ;再加入稱量好的硅鐵4. 7公斤，把鐵水繼續(xù)升溫至1570 1600°C ;將球化劑7. 5公斤加入鐵水包的底部，上部覆蓋孕育劑5. 6公斤，并加壓鐵覆蓋、壓實(shí)；將廢銅18. 6公斤加入到鐵水包堤壩的另一側(cè)，以備鐵水沖熔；將鐵水沖入鐵水包中，并在沖入過程中進(jìn)行二次孕育，然后進(jìn)行扒渣；再覆蓋一層除渣劑進(jìn)行聚渣、保溫；將鐵水運(yùn)至澆注現(xiàn)場進(jìn)行澆注，得到平板式精密閥門鑄件。
權(quán)利要求
1.一種平板式精密閥門鑄件的原料組合物，其特征在于該原料組合物的組分及各組分的重量份為=Qio生鐵50份、廢機(jī)件40份、廢鋼10份、硅鐵O. 5 I份、廢銅3 4份、球化劑I. 3 I. 6份、孕育劑I I. 2份；所述QlO生鐵，為磷含量< O. 05%，硫含量< O. 02%，碳含量4%，硅含量< I. 0% 的球墨生鐵；所述廢機(jī)件為鑄件生產(chǎn)中的鑄件澆注系統(tǒng)或因鑄造瑕疵報(bào)廢的鑄件，鑄件牌號(hào)統(tǒng)一；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，其含碳量< 2. 0%，硫、磷含量均< O. 05% ;所述硅鐵，為75#硅鐵，硅含量> 75% ;所述廢銅為廢紫銅；所述球化劑為稀土鎂合金，牌號(hào)3-8，主要化學(xué)元素含量為RE2. 8%、Si41. 8%、Mg8. 12%、Ca2. 8% ;所述孕育劑是指硅粒，硅含量> 75%。
2.一種采用權(quán)利要求I所述原料組合物，生產(chǎn)平板式精密閥門鑄件的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟(I)將備好的QlO生鐵，廢機(jī)件，廢鋼加入電爐中，加熱至1300 1370°C；(2)再加入稱量好的硅鐵，把鐵水繼續(xù)升溫至1570 1600°C; (3)將球化劑加入鐵水包的底部，上部覆蓋孕育劑，并加壓鐵覆蓋、壓實(shí)；(4)將廢銅加入到鐵水包堤壩的另一偵牝以備鐵水沖熔；(5)將鐵水沖入鐵水包中，并在沖入過程中進(jìn)行二次孕育，然后進(jìn)行扒渣；(6 )再覆蓋一層除渣劑進(jìn)行聚渣、保溫；(7 )將鐵水運(yùn)至澆注現(xiàn)場進(jìn)行澆注，得到平板式精密閥門鑄件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板式精密閥門鑄件的原料組合物及其生產(chǎn)方法，該原料組合物的組分及各組分的重量份為Q10生鐵50份、廢機(jī)件40份、廢鋼10份、硅鐵0.5～1份、廢銅3～4份、球化劑1.3～1.6份、孕育劑1～1.2份。采用該組合物生產(chǎn)平板式精密閥門鑄件，配方和工藝簡單，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；直接由鑄態(tài)形式得到的鑄件性能大大提高；采用普通廢鋼、廢機(jī)件、廢銅，可成倍降低精密鑄件生產(chǎn)的原材料成本；鑄件中加入適量的廢銅，可以有效地促進(jìn)珠光體的生成,細(xì)化其組織晶粒，提高鑄件的精密度，鑄件表面組織均勻，氣密性好。
文檔編號(hào)C22C37/04GK102888552SQ20121043085
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者常云青, 翟召武, 薛潔, 李中信, 常玉林 申請(qǐng)人:青島和德隆機(jī)械有限公司