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1、(10)申请公布号 CN 102925787 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102925787 A *CN102925787A* (21)申请号 201210378626.7 (22)申请日 2012.09.11 C22C 37/10(2006.01) C22C 33/10(2006.01) F16K 51/00(2006.01) (71)申请人 青岛和德隆机械有限公司 地址 266721 山东省青岛平度市田庄工业园 (72)发明人 常云青 翟召武 常玉林 薛洁 李云坤 (54) 发明名称 中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其 生产方法 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、中高压油田专用阀门铸件 的原料组合物及其生产方法， 该原料组合物的组 分及各组分的重量份为 ： Q10 生铁 50 40 份、 低 磷废钢5060份、 锰铁0.50.8份、 碳化硅8 10 份、 废铜 1.8 2.2 份、 废锡 0.2 0.3 份、 球 化剂 1.5 1.7 份、 孕育剂 1 1.5 份。铸件的配 方和工艺简单， 容易实现产业化 ； 铸件中加入低 磷废钢， 有效的提高了铸件的性能， 并降低了铸件 的生产成本 ； 铸件中加入的废铜、 锡等微量元素， 能够有效地促进珠光体的生成， 细化其组织晶粒， 改良其机械性能， 保证其良好的球化效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 。
3、页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种生产中高压油田专用阀门铸件的原料组合物， 其特征在于 ： 该原料组合物的组 分及各组分的重量份为 ： Q10 生铁 50 40 份、 低磷废钢 50 60 份、 锰铁 0.5 0.8 份、 碳化硅 8 10 份、 废铜 1.8 2.2 份、 废锡 0.2 0.3 份、 球化剂 1.5 1.7 份、 孕育剂 1 1.5 份 ； 所述 Q10 生铁， 为磷含量 0.05， 硫含量 0.02， 碳含量 3.6 4， 硅 含量 1.0的球墨生铁 ； 所述低磷废钢。
4、， 磷含量 0.035 ； 所述锰铁为铁锰合金， 锰含 量 65 ； 所述碳化硅为工业碳化硅， 碳化硅含量为 80 90 ； 所述废铜为废紫铜 ； 所 述废锡为废锡片或废锡制品 ； 所述球化剂为稀土镁合金， 牌号 3-8， 主要化学元素含量为 ： Fe2.8、 Si41.8、 Mg8.12、 Ca2.8 ； 所述孕育剂是指硅粒， 硅含量 75。 2. 一种采用权利要求 1 所述原料组合物， 生产中高压油田专用阀门铸件的生产方法， 其特征在于 ： 包括以下步骤 ： (1) 将备好的 Q10 生铁、 低磷废钢、 碳化硅、 锰铁陆续加入电炉 中， 加热至 1570 1600 ； (2) 将球化剂加入。
5、铁水包的底部， 上部覆盖孕育剂， 并加压铁覆 盖 ； (3) 将废铜、 废锡加入到铁水包堤坝的另一侧， 以备铁水冲熔 ； (4) 将铁水冲入铁水包 中， 并在冲入过程中进行二次孕育， 然后进行扒渣 ； (5) 再覆盖一层除渣剂进行聚渣、 保温 ； (6) 将铁水运至浇注现场进行浇注， 得到高性能的中高压油田专用阀门铸件。 权 利 要 求 书 CN 102925787 A 2 1/3 页 3 中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法 技术领域 0001 本发明属于合金铸铁铸造技术领域， 具体涉及一种采用球墨铸铁中适当加入碳化 硅、 铜、 锡元素， 铸造中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其。
6、生产方法。 背景技术 0002 中高压油田所用阀门， 由于阀门工作所接触的特殊介质， 要求阀门具有耐火、 防静 电、 抗腐蚀、 耐静压等特殊性能。 目前， 国内外生产油田阀门的生产厂家大多采用不锈钢、 合 金钢以及灰铸铁为原料来生产、 制作阀门， 采用不锈钢、 合金钢生产阀门， 材料成本较高 ； 采 用灰铸铁生产阀门， 生产的阀门耐静压及抗腐蚀性能不能很好的满足使用要求。 0003 国内传统生产工艺与国外类似， 如专利申请号为 CN96115107.2 的专利公开了 “球 墨铸铁磨球及铸件的生产方法” ， 涉及以废铁渣为原料， 生产铸件的方法。其工艺是先将废 铁渣、 石灰石、 焦炭、 铁合金等。
7、原料投入通天炉， 经熔炼后， 再进行脱硫、 浇注、 造型。工艺降 低了制造的成本， 但是铸件的使用性能一般。 0004 国内外生产中高压油田专用阀门的工艺存在的缺点是 ： 1. 生产的阀门耐静压及 抗腐蚀性能较差 ； 2. 不是从铸态直接达到高性能， 而是大多采用热处理方式， 费用高、 存在 二次污染 ； 3. 使用寿命短， 更换频繁， 既影响了正常使用， 又提高了维修费用。 发明内容 0005 为了克服现有技术领域存在的上述问题， 本发明的目的在于， 提供一种中高压油 田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法， 生产成本低， 阀门的耐静压、 抗腐蚀性能好。 0006 本发明提供的中高压油田专用。
8、阀门铸件的原料组合物及其生产方法， 该铸件的 原料组合物的组分及各组分的重量份为 ： Q10 生铁 50 40 份、 低磷废钢 50 60 份、 锰铁 0.5 0.8 份、 碳化硅 8 10 份、 废铜 1.8 2.2 份、 废锡 0.2 0.3 份、 球化剂 1.5 1.7 份、 孕育剂 1 1.5 份。 0007 上述原料组合物中， 所述 Q10 生铁， 为磷含量 0.05， 硫含量 0.02， 碳含量 3.6 4， 硅含量 1.0的球墨生铁。是用铁矿石经高炉冶炼的产品， 国内产量很大， 非常普遍。 0008 上述原料组合物中， 所述低磷废钢为钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料， 如冲压。
9、件下脚料、 切头等。磷含量均不大于 0.035， 目前世界每年产生的低磷废钢总量为 1 3 亿吨， 价格低于生铁， 有效降低了铸件的生产成本。 0009 上述原料组合物中， 所述锰铁是锰含量在 65以上的铁锰合金， 在炼钢过程中， 锰 铁是良好的脱氧剂和脱硫剂， 不但有足够的韧性， 且能够增加珠光体含量， 获得较高的强度 和硬度， 提高钢的淬性， 改善钢的热加工性能。 0010 上述原料组合物中， 所述碳化硅是指化学性能稳定、 导热系数高、 热膨胀系数小、 耐磨性能好的工业碳化硅。可提高其耐磨性而延长使用寿命 1 2 倍， SiC 含量为 80 90， 是极好的脱氧剂， 用它可加快熔炼速度， 。
10、并便于控制化学成分， 提高铁水的质量。 说 明 书 CN 102925787 A 3 2/3 页 4 0011 上述原料组合物中， 所述废铜为废紫铜。一般采用废电线、 电缆或废铜管等， 能够 有效地促进珠光体的生成， 细化其组织晶粒， 改良其机械性能， 保证其良好的球化效果。 0012 上述原料组合物中， 所述废锡为废锡片或废锡制品。能够有效地促进珠光体的生 成， 细化其组织晶粒， 改良其机械性能。 0013 上述原料组合物中， 所述球化剂为稀土镁合金， 一般采用的牌号为 3-8， 主要化学 元素含量为 ： Fe2.8、 Si41.8、 Mg8.12、 Ca2.8。稀土元素在镁合金熔体中具有除。
11、氢、 除氧、 除硫、 除铁、 除夹杂物的作用， 达到除气精炼、 净化熔体的效果。 稀土能使石墨球化， 稀 土防止干扰元素破坏球化。研究表明， 当干扰元素 Pb、 Bi、 Sb、 Te、 Ti 等总量为 0.05wt时， 加入0.01wt(残余量)的稀土， 可以完全中和干扰， 并可抑制变态石墨的产生。 我国绝大 部分的生铁中含有钛， 有的生铁中含钛高达 0.2 0.3wt， 但稀土镁球化剂由于能使铁中 的稀土残留量达 0.02 0.03wt， 故仍可保证石墨球化良好。 0014 上述原料组合物中， 所述孕育剂是指硅粒， 硅含量 75。是一种可促进石墨化， 减少白口倾向， 改善石墨形态和分布状况，。
12、 增加共晶团数量， 细化基体组织， 它在孕育处理 后有良好的效果。 0015 本发明提供的中高压油田专用阀门铸件的生产方法， 采用上述原料组合物进行生 产， 包括以下生产步骤 ： (1) 将备好的 Q10 生铁、 低磷废钢、 碳化硅、 锰铁陆续加入电炉中， 加热至 1570 1600 ； (2) 将球化剂加入铁水包的底部， 上部覆盖孕育剂， 并加压铁覆盖 ； (3) 将废铜、 废锡加入到铁水包堤坝的另一侧， 以备铁水冲熔 ； (4) 将铁水冲入铁水包中， 并 在冲入过程中进行二次孕育， 然后进行扒渣 ； (5) 再覆盖一层除渣剂进行聚渣、 保温 ； (6) 将 铁水运至浇注现场进行浇注， 得到。
13、高性能的中高压油田专用阀门铸件。 0016 上述步骤 (6) 中， 球化后的铁水所含化学成分的重量百分比为 ： C3.6 4.0、 Si0.5 3.0、 Mn0.1 0.4、 P 0.06、 S 0.035、 Re0.03 0.05、 Mg0.03 0.06， 得到铸态耐腐蚀、 耐磨损、 高延伸率的高性能球墨铸铁。 0017 本发明提供的中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生产方法， 其有益效果 在于 ： 0018 1、 配方和工艺简单， 容易实现产业化 ； 0019 2、 直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高， 真正属于高性能球墨铸铁 ； 0020 3、 铸件中加入低磷废钢， 有效的提高了。
14、铸件的性能， 并降低了铸件的生产成本 ； 0021 4、 铸件中加入锰铁， 不但有足够的韧性， 且能够增加珠光体含量， 获得较高的强度 和硬度 ； 0022 5、 铸件中加入碳化硅， 可提高其耐磨性而延长使用寿命 1 2 倍 ； 0023 6、 铸件中加入适当的废铜、 锡， 能够有效地促进珠光体的生成， 细化其组织晶粒， 改良其机械性能， 保证其良好的球化效果。 0024 铸件原料球化前后的 C、 Si、 S 化学元素的百分比 ： 0025 合金元素 C Si S 球化前成分百分比 3.6 4.1 0.9 1.2 0.05 说 明 书 CN 102925787 A 4 3/3 页 5 球化后成。
15、分百分比 3.5 3.9 2.5 3.0 0.02 具体实施方式 0026 下面结合实施例， 对本发明提供的中高压油田专用阀门铸件的原料组合物及其生 产方法， 进行详细的说明。 0027 实施例 0028 本实施例的中高压油田专用阀门铸件及其生产方法， 根据原料组合物的重量份配 方称取物料， 配方如下 ： Q10 生铁 50 40 份、 低磷废钢 50 60 份、 锰铁 0.5 0.8 份、 碳 化硅 8 10 份、 废铜 1.8 2.2 份、 废锡 0.2 0.3 份、 球化剂 1.5 1.7 份、 孕育剂 1 1.5 份。 0029 根据0.5吨中频炉规格， 将备好的Q10生铁250公斤、 低磷废钢250公斤、 碳化硅4 公斤、 锰铁2.5公斤陆续加入电炉中， 加热至15701600； 将球化剂7.5公斤加入铁水包 的底部， 上部覆盖孕育剂， 并加压铁覆盖 ； 将废铜9公斤、 废锡1公斤加入到铁水包堤坝的另 一侧， 以备铁水冲熔 ； 将铁水冲入铁水包中， 并在冲入过程中进行二次孕育， 然后进行扒渣 ； 再覆盖一层除渣剂进行聚渣、 保温 ； 将铁水运至浇注现场进行浇注， 得到高性能的中高压油 田专用阀门铸件。铸件的力学性能 ： 0030 说 明 书 CN 102925787 A 5 。