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1、(10)申请公布号 CN 103667959 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103667959 A (21)申请号 201310720408.1 (22)申请日 2013.12.24 C22C 38/46(2006.01) F16K 51/00(2006.01) (71)申请人 江苏丰泽生物工程设备制造有限公 司 地址 212200 江苏省镇江市扬中市职中路 288 号 (72)发明人 王泳胜 王守江 冯军 (74)专利代理机构 南京利丰知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 32256 代理人 任立 (54) 发明名称 发酵用截止阀阀芯的制造方法 (57) 摘要 本。
2、发明公开了一种发酵用截止阀阀芯的 制造方法， 选用铬钼低合金钢为坯料， 铬钼低 合金钢的质量百分比成分为 ： 碳 ： 0.3%-0.31%、 硅 ： 0.18%-0.36%、 锰 ： 0.50%-0.70%、 铬 ： 0.90%-1.10%、 钼 ： 0.20%-0.30%、 磷 ： 0-0.02%、 硫 ： 0-0.025%、氢 ： 0-1.8ppm、镍 ： 0-0.40%、钒 ： 0-0.03%、 铜 ： 0-0.30%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe， 并且通过 “湿法” 在阀芯上涂覆聚四氟乙烯 ； 本发明所设计的发酵用截止阀阀芯的制造方法制 造出的发酵用截止阀阀芯韧性良好， 。
3、并且具有优 良的抗腐蚀性与抗菌性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 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4页 (10)申请公布号 CN 103667959 A CN 103667959 A 1/1 页 2 1. 一种发酵用截止阀阀芯的制造方法， 其特征在于， 选用铬钼低合金钢为坯料， 所述铬 钼低合金钢的质量百分比成分为 ： 碳 ： 0.3%-0.31%、 硅 ： 0.18%-0.36%、 锰 ： 0.50%-0.70%、 铬 ： 0.90%-1.10%、 钼 ： 0.20%-0.30%、 磷 ： 0-0.02%、 硫 。
4、： 0-0.025%、 氢 ： 0-1.8ppm、 镍 ： 0-0.40%、 钒 ： 0-0.03%、 铜 ： 0-0.30%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe ； 该制造方法具体包括如下步骤 ： 步骤 （1） ： 加热上述坯料至 90020， 并将坯料沿轴向横断面两个相互垂直的直径方 向反复镦拔为所需尺寸的圆钢棒， 空冷至 360并保温 420 分钟 ； 将所述圆钢棒再次加热至 88010， 并沿所述圆钢棒通径方向铸造中心孔， 并进行外 表面和孔内表面的圆滑处理， 空冷至 30010保温 180 分钟， 得到阀芯半成品 ； 步骤 （2） ： 将步骤 （1） 中得到的阀芯半成品进炉加热。
5、至 88010并保温 360 分钟， 空 冷至30010保温180分钟， 然后再加热至60015保温650分钟， 炉冷至36020出 炉空冷 ； 步骤 （3） ： 将步骤 （2） 中的阀芯半成品浸泡在有机溶剂并加温至约 400使阀芯半成品 表面的油脂完全挥发， 然后， 采用喷砂处理的机械方式使阀芯半成品表面与中心孔的内表 面毛糙并在阀芯半成品的表面和中心孔的内表面涂覆一层底漆作为粘接助剂， 在阀芯半成 品的表面和中心孔的内表面涂覆聚四氟乙烯， 具体处理如下 ： ： 将聚四氟乙烯分散体均匀喷涂予阀芯半成品的表面和中心孔的内表面， 涂层厚度 为 150-200 微米 ； ： 在烘炉中将潮湿的聚四氟。
6、乙烯分散体进行加热烘干， 温度控制在 90100， 直至 大部分有机溶剂蒸发 ； ： 在 260360下对阀芯半成品进行加热， 此时聚四氟乙烯分散体熔融， 并与粘接助 剂形成网状结构 ； 步骤 （4） ： 将完成涂覆后的阀芯半成品进行冷却， 具体处理如下 ： 所述第一冷却工序 ： 采用水冷以 15-17 /s 的冷却速率将钢筋水冷至 160200 ； 所述第二冷却工序 ： 采用水冷与空冷结合， 先采用水冷以 1-2 /s 的冷却速率将钢筋 水冷至 140160， 然后空冷至 100140， 再采用水冷以 3-5 /s 的冷却速率将钢筋水冷 至 80100， 最后空冷至室温， 既得到发酵用截止阀。
7、阀芯。 2. 根据权利要求 1 所述的发酵用截止阀阀芯的制造方法， 其特征在于， 所述铬钼低合 金钢的组分含量包括以下质量百分比的各组分， 碳 ： 0.3%、 硅 ： 0.18%、 锰 ： 0.50%、 铬 ： 0.90%、 钼 ： 0.20%、 磷 ： 0%、 硫 ： 0%、 氢 ： 1.0ppm、 镍 ： 0%、 钒 ： 0%、 铜 ： 0%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe。 3. 根据权利要求 1 所述的发酵用截止阀阀芯的制造方法， 其特征在于， 所述铬钼低 合金钢的的组分含量包括以下质量百分比的各组分， 碳 ： 0.31%、 硅 ： 0.36%、 锰 ： 0.70%、 铬 ：。
8、 1.10%、 钼 ： 0.30%、 磷 ： 0.02%、 硫 ： 0.025%、 氢 ： 1.8ppm、 镍 ： 0.40%、 钒 ： 0.03%、 铜 ： 0.30%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe。 权 利 要 求 书 CN 103667959 A 2 1/4 页 3 发酵用截止阀阀芯的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及生物工程设备领域， 特别是一种发酵用截止阀阀芯的制造方法。 背景技术 0002 医药工业的发酵过程技术性强， 对设备的要求较高， 然而，“染菌” ， 即在微生物纯 种培养过程中， 除目的菌以外还有其他微生物存在的现象时有发生， 由此为企业造成较大 的经济损。
9、失。生产实践表明， 在造成发酵染菌的原因中， 除了人为操作因素， 设备造成的发 酵染菌占了很大比例。 在发酵阀门也能造成发酵失败， 因此， 企业首先应树立 “预防为主” 的 观念， 从设备入手杜绝可能引起发酵染菌的各种隐患。 0003 阀芯是阀门的主要设备， 阀芯的密封性能如何， 是否会出现泄漏等情况对于发酵 的成功与否十分重要， 目前， 机械密封在发酵阀门上得到广泛应用， 其取代了以前搅拌轴 的填料密封形式， 但是如果选用阀芯的机械密封系统不合适， 仍然会发生轴封泄露， 造成染 菌。 0004 在发酵过程中阀门开启频繁， 经常受介质腐蚀、 冲刷和气蚀的损害， 尤其是阀座与 阀芯互相接触进行关。
10、闭的部分的密封性和抗腐蚀抗菌性十分重要， 阀门副结构的密封分为 软密封和硬密封两种， 硬密封的密封副结构是靠阀座与阀芯互相挤压发生微小弹塑性变形 而形成一条闭合的圆形密封接触线， 虽然这类阀门在应用初期密封效果良好， 但是发酵阀 门开启比较频繁， 容易磨损先前形成的接触线， 或者由于管道不清洁而使密封面产生压痕 而损坏， 使发酵失败。 0005 聚四氟乙烯 (F4， PTFE) 具有一系列优良的使用性能 ： 耐高温长期使用温度 200260 度， 耐低温 - 在负 100 度时仍柔软 ； 耐腐蚀 - 能耐王水和一切有机溶剂 ； 耐气候 塑料中最佳的老化寿命 ； 高润滑 - 具有塑料中最小的摩擦。
11、系数 （0.04） ； 不粘性 - 具有固体 材料中最小的表面张力而不粘附任何物质 ； 无毒害 - 具有生理惰性 ； 优异的电气性能， 是理 想的 C 级绝缘材料。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是， 克服现有技术的缺点， 提供一种能够使发酵用截 止阀阀芯韧性良好， 并且具有优良的抗腐蚀性与抗菌性的发酵用截止阀阀芯的制造方法。 0007 为了解决以上技术问题， 本发明提供一种发酵用截止阀阀芯的制造方法， 选用铬钼低合金钢为坯料， 铬钼低合金钢的质量百分比成分为 ： 碳 ： 0.3%-0.31%、 硅 ： 0.18%-0.36%、锰 ： 0.50%-0.70%、铬 ： 0.90%-。
12、1.10%、钼 ： 0.20%-0.30%、磷 ： 0-0.02%、硫 ： 0-0.025%、 氢 ： 0-1.8ppm、 镍 ： 0-0.40%、 钒 ： 0-0.03%、 铜 ： 0-0.30%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe ； 该制造方法具体包括如下步骤 ： 步骤 （1） ： 加热上述坯料至 90020， 并将坯料沿轴向横断面两个相互垂直的直径方 向反复镦拔为所需尺寸的圆钢棒， 空冷至 360并保温 420 分钟 ； 将圆钢棒再次加热至 88010， 并沿圆钢棒通径方向铸造中心孔， 并进行外表面和孔 说 明 书 CN 103667959 A 3 2/4 页 4 内表面的圆滑处。
13、理， 空冷至 30010保温 180 分钟， 得到阀芯半成品 ； 步骤 （2） ： 将步骤 （1） 中得到的阀芯半成品进炉加热至 88010并保温 360 分钟， 空 冷至30010保温180分钟， 然后再加热至60015保温650分钟， 炉冷至36020出 炉空冷 ； 步骤 （3） ： 将步骤 （2） 中的阀芯半成品浸泡在有机溶剂并加温至约 400使阀芯半成品 表面的油脂完全挥发， 然后， 采用喷砂处理的机械方式使阀芯半成品表面与中心孔的内表 面毛糙并在阀芯半成品的表面和中心孔的内表面涂覆一层底漆作为粘接助剂， 在阀芯半成 品的表面和中心孔的内表面涂覆聚四氟乙烯， 具体处理如下 ： ： 将聚。
14、四氟乙烯分散体均匀喷涂予阀芯半成品的表面和中心孔的内表面， 涂层厚度 为 150-200 微米 ； ： 在烘炉中将潮湿的聚四氟乙烯分散体进行加热烘干， 温度控制在 90100， 直至 大部分有机溶剂蒸发 ； ： 在 260360下对阀芯半成品进行加热， 此时聚四氟乙烯分散体熔融， 并与粘接助 剂形成网状结构 ； 步骤 （4） ： 将完成涂覆后的阀芯半成品进行冷却， 具体处理如下 ： 所述第一冷却工序 ： 采用水冷以 15-17 /s 的冷却速率将钢筋水冷至 160200 ； 所述第二冷却工序 ： 采用水冷与空冷结合， 先采用水冷以 1-2 /s 的冷却速率将钢筋 水冷至 140160， 然后空。
15、冷至 100140， 再采用水冷以 3-5 /s 的冷却速率将钢筋水冷 至 80100， 最后空冷至室温， 既得到发酵用截止阀阀芯。 0008 本发明进一步限定的技术方案是 ： 进一步的， 前述的发酵用截止阀阀芯的制造方法， 铬钼低合金钢的组分含量包括以下 质量百分比的各组分， 碳 ： 0.3%、 硅 ： 0.18%、 锰 ： 0.50%、 铬 ： 0.90%、 钼 ： 0.20%、 磷 ： 0%、 硫 ： 0%、 氢 ： 1.0ppm、 镍 ： 0%、 钒 ： 0%、 铜 ： 0%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe。 0009 前述的发酵用截止阀阀芯的制造方法， 铬钼低合金钢的的组分。
16、含量包括以下质 量百分比的各组分， 碳 ： 0.31%、 硅 ： 0.36%、 锰 ： 0.70%、 铬 ： 1.10%、 钼 ： 0.30%、 磷 ： 0.02%、 硫 ： 0.025%、 氢 ： 1.8ppm、 镍 ： 0.40%、 钒 ： 0.03%、 铜 ： 0.30%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe。 0010 本发明的有益效果是 ： 本发明中将阀芯半成品浸泡在有机溶剂并加温至约 400， 使阀芯半成品表面的油脂 完全挥发， 工件表层获得足够的表面附着力， 同时， 采用喷砂处理的机械方式清洁工件并使 其表面毛糙， 并借助底漆改善涂层同工件表层的结合能力 ； 本发明中在 26。
17、0360下对阀芯半成品进行加热， 这是一个不可逆的反应发生， 形成的 网状结构极为稳定 ； 本发明中采用聚四氟乙烯进行热涂覆， 它的摩擦系数极小， 仅为聚乙烯的 1/5， 又由于 氟-碳链分子间作用力极低， 所以聚四氟乙烯具有不粘性， 聚四氟乙烯在-196260的较 广温度范围内均保持优良的力学性能， 几乎所有物质都不与聚四氟乙烯涂层粘合， 聚四氟 乙烯涂层表面不沾水和油质， 具有优良的耐磨性能， 在一定的负载下， 具备耐磨损和耐腐蚀 的双重优点， 防止菌的残留和生长， 避免了发酵过程中 “菌污染” 的发生 ； 本发明中步骤 （1） 使坯料心部金属向外流动， 有效地破碎了铸态树枝晶组织、 锻合。
18、内部 说 明 书 CN 103667959 A 4 3/4 页 5 的疏松、 孔穴、 裂纹等缺陷， 提高了金属的致密度和连续性， 从组织上确保锻件在随后的调 质热处理的淬火过程中， 避免锻组织缺陷引发的淬火应力集中裂纹或由此而引起的淬火开 裂， 增强形状复杂锻件抵抗热处理热应力和组织应力的冲出能力， 金属紧密堆积结构允许 在外力下使原子层华东而金属键不被破坏， 故金属有很好的延展性 ； 本发明以铬镍钼合金结构钢为坯料， 可提高钢的韧性、 弹性、 耐磨性及抗击性能， 并使 钢质紧密， 并且钢中的钒非常稳定， 不易被盐酸、 硫酸所分解， 加入钒后的钢淬透性好， 可使 钢件整个截面获得均匀一致的力学。
19、性能以及可选用钢件淬火应力小的淬火剂， 以减少变形 和开裂 ； 本发明中加入了镍元素， 可以提高刚的强度和韧性， 提高钢的淬透性， 可以改变钢的一 些物理性能， 并且提高钢的抗腐蚀能力， 从而可以提高 C 和 N 元素的原子活性， 使各原子形 成的气团能与位错形成强烈的相互作用， 钉扎位错， 产生屈服平台， 使得需要外界提供较大 的应力才能开动位错 ； 本发明回火后采用水冷与空冷结合， 可以使碳化物进一步充分溶解， 均匀扩散， 避免了 碳化物在晶间的析出造成晶间腐蚀和点蚀超标， 可以进一步使材料固溶充分， 避免了热处 理方式加热不均， 固溶不均带来的腐蚀速率超标和硬度超标， 巩固了锻造热处理工。
20、艺产生 的技术效果。 具体实施方式 0011 实施例 1 本实施例提供的一种发酵用截止阀阀芯的制造方法， 选用铬钼低合金钢为坯料， 铬钼 低合金钢的质量百分比成分为 ： 碳 ： 0.3%、 硅 ： 0.18%、 锰 ： 0.50%、 铬 ： 0.90%、 钼 ： 0.20%、 磷 ： 0%、 硫 ： 0%、 氢 ： 1.0ppm、 镍 ： 0%、 钒 ： 0%、 铜 ： 0%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe ； 该制造方法具体 包括如下步骤 ： 步骤 （1） ： 加热上述坯料至 880， 并将坯料沿轴向横断面两个相互垂直的直径方向反 复镦拔为所需尺寸的圆钢棒， 空冷至 360并保温 。
21、420 分钟 ； 将圆钢棒再次加热至 870， 并沿圆钢棒通径方向铸造中心孔， 并进行外表面和孔内表 面的圆滑处理， 空冷至 290保温 180 分钟， 得到阀芯半成品 ； 步骤 （2） ： 将步骤 （1） 中得到的阀芯半成品进炉加热至 870并保温 360 分钟， 空冷至 290保温 180 分钟， 然后再加热至 585保温 650 分钟， 炉冷至 340出炉空冷 ； 步骤 （3） ： 将步骤 （2） 中的阀芯半成品浸泡在有机溶剂并加温至约 400使阀芯半成品 表面的油脂完全挥发， 然后， 采用喷砂处理的机械方式使阀芯半成品表面与中心孔的内表 面毛糙并在阀芯半成品的表面和中心孔的内表面涂覆一。
22、层底漆作为粘接助剂， 在阀芯半成 品的表面和中心孔的内表面涂覆聚四氟乙烯， 具体处理如下 ： ： 将聚四氟乙烯分散体均匀喷涂予阀芯半成品的表面和中心孔的内表面， 涂层厚度 为 150 微米 ； ： 在烘炉中将潮湿的聚四氟乙烯分散体进行加热烘干， 温度控制在 90， 直至大部 分有机溶剂蒸发 ； ： 在 260下对阀芯半成品进行加热， 此时聚四氟乙烯分散体熔融， 并与粘接助剂形 说 明 书 CN 103667959 A 5 4/4 页 6 成网状结构 ； 步骤 （4） ： 将完成涂覆后的阀芯半成品进行冷却， 具体处理如下 ： 所述第一冷却工序 ： 采用水冷以 15 /s 的冷却速率将钢筋水冷至 。
23、200 ； 所述第二冷却工序 ： 采用水冷与空冷结合， 先采用水冷以 1-2 /s 的冷却速率将钢筋 水冷至 140， 然后空冷至 100， 再采用水冷以 3-5 /s 的冷却速率将钢筋水冷至 80， 最后空冷至室温， 既得到发酵用截止阀阀芯。 0012 实施例 2 本实施例提供了一种发酵用截止阀阀芯的制造方法， 选用铬钼低合金钢为坯料， 铬钼 低合金钢的的组分含量包括以下质量百分比的各组分， 碳 ： 0.31%、 硅 ： 0.36%、 锰 ： 0.70%、 铬 ： 1.10%、 钼 ： 0.30%、 磷 ： 0.02%、 硫 ： 0.025%、 氢 ： 1.8ppm、 镍 ： 0.40%、 。
24、钒 ： 0.03%、 铜 ： 0.30%、 0-0.9% 残余元素， 其余为 Fe ； 该制造方法具体包括如下步骤 ： 步骤 （1） ： 加热上述坯料至 920， 并将坯料沿轴向横断面两个相互垂直的直径方向反 复镦拔为所需尺寸的圆钢棒， 空冷至 360并保温 420 分钟 ； 将圆钢棒再次加热至 810， 并沿圆钢棒通径方向铸造中心孔， 并进行外表面和孔内表 面的圆滑处理， 空冷至 310保温 180 分钟， 得到阀芯半成品 ； 步骤 （2） ： 将步骤 （1） 中得到的阀芯半成品进炉加热至 810并保温 360 分钟， 空冷至 310保温 180 分钟， 然后再加热至 615保温 650 分。
25、钟， 炉冷至 380出炉空冷 ； 步骤 （3） ： 将步骤 （2） 中的阀芯半成品浸泡在有机溶剂并加温至约 400使阀芯半成品 表面的油脂完全挥发， 然后， 采用喷砂处理的机械方式使阀芯半成品表面与中心孔的内表 面毛糙并在阀芯半成品的表面和中心孔的内表面涂覆一层底漆作为粘接助剂， 在阀芯半成 品的表面和中心孔的内表面涂覆聚四氟乙烯， 具体处理如下 ： ： 将聚四氟乙烯分散体均匀喷涂予阀芯半成品的表面和中心孔的内表面， 涂层厚度 为 200 微米 ； ： 在烘炉中将潮湿的聚四氟乙烯分散体进行加热烘干， 温度控制在 100， 直至大部 分有机溶剂蒸发 ； ： 在 360下对阀芯半成品进行加热， 此。
26、时聚四氟乙烯分散体熔融， 并与粘接助剂形 成网状结构 ； 步骤 （4） ： 将完成涂覆后的阀芯半成品进行冷却， 具体处理如下 ： 所述第一冷却工序 ： 采用水冷以 17 /s 的冷却速率将钢筋水冷至 160 ； 所述第二冷却工序 ： 采用水冷与空冷结合， 先采用水冷以 1-2 /s 的冷却速率将钢筋 水冷至 160， 然后空冷至 140， 再采用水冷以 3-5 /s 的冷却速率将钢筋水冷至 100， 最后空冷至室温， 既得到发酵用截止阀阀芯。 0013 除上述实施例外， 本发明还可以有其他实施方式， 凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案， 均落在本发明要求的保护范围。 说 明 书 CN 103667959 A 6 。