一种镓强化的软密封闸阀阀体及其制备方法.pdf

一种镓强化的软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：RE0.2-0.5、C3.2-3.5、Si2.4-2.8、Ga0.01-0.03、Mn＜0.6、P＜0.08、S＜0.01、Mg0.03-0.05、Sn0.4-0.6、余量为Fe。本发明阀体通过添加稀土元素和镓，对阀体起到了固溶强化作用，增加了阀体的强度；通过使用特定成分和金相的废旧球墨铸铁和废钢，增加了阀体的强度、韧性和品质稳定性；本发明的球化工艺使得Mg、RE和Si的吸收率高，球化反应稳定，球化反应结束15分钟后不出现球化衰退；该阀体的表面珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。

权利要求书
1.  一种镓强化的软密封闸阀阀体，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：RE0.2-0.5、C3.2-3.5、Si2.4-2.8、Ga0.01-0.03、Mn＜0.6、P＜0.08、S＜0.01、Mg0.03-0.05、Sn0.4-0.6、余量为Fe。

2.  根据权利要求1所述的镓强化的软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为65%珠光体+35%铁素体，且从表面为起点的深度为15-20mm范围内组织为珠光体，珠光体的层间距在120-160nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.18-0.23。

3.  根据权利要求1和2所述的镓强化的软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于：
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序；
所述配料工序中，原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢；其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为：C0.8-1.2、Si1.5-1.8、Mn2.3-2.6、S＜0.01、P＜0.02、余量为Fe，金相组织为100%珠光体；所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为：C1.1-1.5、Si0.8-1.2、Mn0.3-0.5、S＜0.01、P＜0.02、Mg0.03-0.06、余量为Fe，其金相组织为贝氏体。

4.  根据权利要求3所述的镓强化的软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于：
球化工序为：将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却，取2%铁水重量的钡硅铁合金，将钡硅铁合金熔化，喷淋到方型钢管表面，冷却，得到整体球化剂包；再将整体球化剂包固定在球化包内，孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，冲入铁液。

说明书一种镓强化的软密封闸阀阀体及其制备方法
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种镓强化的软密封闸阀阀体及其制备方法。
背景技术
    软密封闸阀是水介质流体管道重要控制件，软密封闸阀产品主要包括：阀体、阀板、梯形螺母、梯形螺纹阀杆、密封垫、阀盖、旋转手轮7大部件。软密封闸阀工作原理：阀板安装在阀体导向槽中，梯形螺母放在阀板顶端槽内；梯形螺纹阀杆一端安装旋转手轮，另端旋入梯形螺母；当转动旋转手轮和梯形螺纹阀杆，带动梯形螺母和阀板上下移动，阀板关闭开启从而水介质流体通断。
在软密封闸阀是7大部件中，关键核心之一是阀体部件。阀板直接在阀件内上下移动，它的尺寸精度、材质强度，直接影响到软密封闸阀截流能力和闸阀密封性能。
目前很多软密封闸阀阀体由球墨铸铁铸造而成，球墨铸铁存在着一些缺点，例如不耐腐蚀，热膨胀系数高，使用温度范围小，容易造成漏气等缺点。另外还需要提高铸件的硬度、耐磨性、抗疲劳强度等性能，减少跑、冒、滴、漏现象，减少气孔、裂纹等缺陷，提高成品率。这些性能可以通过改进铸件的成分和工艺来改进阀体的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镓强化的软密封闸阀阀体及其制备方法，该阀体强度高，韧性好。
本发明的技术方案如下：
一种镓强化的软密封闸阀阀体，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：RE0.2-0.5、C3.2-3.5、Si2.4-2.8、Ga0.01-0.03、Mn＜0.6、P＜0.08、S＜0.01、Mg0.03-0.05、Sn0.4-0.6、余量为Fe。
所述的镓强化的软密封闸阀阀体，其特征在于该阀体金相组织为65%珠光体+35%铁素体，且从表面为起点的深度为15-20mm范围内组织为珠光体，珠光体的层间距在120-160nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.18-0.23。
所述的镓强化的软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于：
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序；
所述配料工序中，原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢；其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为：C0.8-1.2、Si1.5-1.8、Mn2.3-2.6、S＜0.01、P＜0.02、余量为Fe，金相组织为100%珠光体；所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为：C1.1-1.5、Si0.8-1.2、Mn0.3-0.5、S＜0.01、P＜0.02、Mg0.03-0.06、余量为Fe，其金相组织为贝氏体。
球化工序为：将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却，取2%铁水重量的钡硅铁合金，将钡硅铁合金熔化，喷淋到方型钢管表面，冷却，得到整体球化剂包；再将整体球化剂包固定在球化包内，孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，冲入铁液。
本发明的有益效果
本发明阀体通过添加稀土元素和镓，对阀体起到了固溶强化作用，增加了阀体的强度；通过使用特定成分和金相的废旧球墨铸铁和废钢，增加了阀体的强度、韧性和品质稳定性；本发明的球化工艺使得Mg、RE 和Si 的吸收率高，球化反应稳定，球化反应结束15分钟后不出现球化衰退；该阀体的表面珠光体组织大大增加了强度、塑性和韧性。
具体实施方式
一种镓强化的软密封闸阀阀体，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：RE0.2-0.5、C3.2-3.5、Si2.4-2.8、Ga0.01-0.03、Mn＜0.6、P＜0.08、S＜0.01、Mg0.03-0.05、Sn0.4-0.6、余量为Fe。
所述的镓强化的软密封闸阀阀体，该阀体金相组织为65%珠光体+35%铁素体，且从表面为起点的深度为18mm范围内组织为珠光体，珠光体的层间距在120-160nm之间，在珠光体中渗碳体厚度对铁素体厚度之为0.18-0.23。
所述的镓强化的软密封闸阀阀体的生产方法，其特征在于：
生产过程包括配料、加料、熔炼、球化、浇铸、修整工序；
所述配料工序中，原料中含有15%重量百分比的废旧球墨铸铁和15%重量百分比的废钢；其中所述的废旧球墨铸铁含有的化学元素成分及质量百分比为：C0.8-1.2、Si1.5-1.8、Mn2.3-2.6、S＜0.01、P＜0.02、余量为Fe，金相组织为100%珠光体；所述废钢含有的化学元素成分及质量百分比为：C1.1-1.5、Si0.8-1.2、Mn0.3-0.5、S＜0.01、P＜0.02、Mg0.03-0.06、余量为Fe，其金相组织为贝氏体。
球化工序为：将熔制好的稀土镁硅铁球化剂合金液注入到方型钢管内凝固冷却，取2%铁水重量的钡硅铁合金，将钡硅铁合金熔化，喷淋到方型钢管表面，冷却，得到整体球化剂包；再将整体球化剂包固定在球化包内，孕育剂上均匀铺盖上珍珠岩，冲入铁液。
实验数据：
该实施例阀体材料经测试，抗拉强度ób为588Mpa、伸长率∮为13.05%、硬度HBS为236。
壳体强度：公称压力达3.38Mpa（工作压力PN10的1.5倍，60秒），密封性能：公称压力达2.41Mpa (工作压力的1.1倍，30秒)。