一种高强度耐腐蚀铜阀门制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度耐腐蚀铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：9.6

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐腐蚀铜阀门


[0001]本专利技术涉及阀门
，尤其涉及一种高强度耐腐蚀铜阀门。

技术介绍

[0002]阀门是管路流体输送系统中控制部件，其具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。阀门的品种和规格相当繁多，根据材质可分为铸铁阀门、铸钢阀门、不锈钢阀门、铬钼钢阀门、铬钼钒钢阀门、双相钢阀门、塑料阀门等。铜合金阀门具有优异的耐腐蚀性，目前已在很多领域得到了充分应用，但是现有的铜阀门也存在着强度低、耐磨能力欠佳的缺陷，导致阀门的使用寿命较短，限制了其应用。

技术实现思路

[0003]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高强度耐腐蚀铜阀门，其强度高，耐腐蚀性好，耐磨性能优异，使用寿命长。
[0004]本专利技术提出的一种高强度耐腐蚀铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：9.6
‑
10.9％、Fe：2.5
‑
3.3％、Mn：11.3
‑
14.5％、Ni：1.4
‑
2％、Zn：2.3
‑
3.6％、Sr：0.035
‑
0.042％、Ti：0.05
‑
0.067％、B：0.003
‑
0.01％、Gd：0.08
‑
0.15％、Zr：0.1
‑
0.12％、Mo：0.03
‑
0.12％、Nb：0.04
‑
0.15％、Y：0.01
‑
0.05％、La：0.01
‑
0.05％、余量为铜和不可避免的杂质。
[0005]优选地，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：9.9％、Fe：2.8％、Mn：12.3％、Ni：1.8％、Zn：3.2％、Sr：0.038％、Ti：0.055％、B：0.008％、Gd：0.09％、Zr：0.105％、Mo：0.08％、Nb：0.09％、Y：0.035％、La：0.04％、余量为铜和不可避免的杂质。
[0006]优选地，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：10.1％、Fe：3％、Mn：14％、Ni：1.7％、Zn：3.1％、Sr：0.04％、Ti：0.06％、B：0.008％、Gd：0.12％、Zr：0.108％、Mo：0.09％、Nb：0.07％、Y：0.01％、La：0.03％、余量为铜和不可避免的杂质。
[0007]优选地，所述阀体的制备工艺包括熔炼、浇注并将浇注后的阀坯进行热处理；所述热处理包括以下步骤：
[0008]S1、将阀坯在870
‑
880℃下保温2
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4h，出炉后水冷至室温，在430
‑
450℃下保温1
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3h，出炉后水冷至室温，再在950
‑
970℃下保温10
‑
20min，水冷至室温得到一次处理件；
[0009]S2、将一次处理件在压力为2
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3GPa、温度为750
‑
800℃的条件下保温t1 min，然后在压力为4
‑
6GPa，温度为850
‑
900℃的条件下保温t2min，保压冷却至室温得到二次处理件；其中，t1+t2＝15
‑
25min，且t1≥t2；
[0010]S3、将二次处理件在870
‑
880℃保温0.5
‑
1.2h，出炉后水冷至室温，在480
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550℃下保温0.5
‑
2h，水冷至室温。
[0011]优选地，在S1中，所述水冷所用水为温度为40
‑
55℃的水。
[0012]优选地，在S2中，t1＝15min，t2＝5min。
[0013]本专利技术所述高强度耐腐蚀铜阀门，其具体选择了特定的Al、Fe、Mn、Ni、Zn、Sr、Ti、B、Gd、Zr、Mo、Nb、Y、La加入基体中，并优化了各元素的含量以及热处理工艺，同时发挥沉淀
强化、固溶强化和细晶强化等效应，使得到的阀门强度高、抗磨损性好、耐腐蚀性能优异，使用寿命长；具体地，适当提高了铝的含量，具体使其为9.6
‑
10.9％，同时使Mn为11.3
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14.5％，调节了体系中β单相组织的含量，且使组织细小且致密，合金强度、韧性和塑性均优异；具体控制Fe的含量为2.5
‑
3.3％，并加入了Y、La等进行多元合金化，改变了基体的组织结构，细化了晶粒，提高了材料的耐磨性；Ti、B、Sr联合加入到合金中，发挥协同作用，保持了基体的相组成，同时形成了TiB2、TiAl等高熔点物相，起到非均质形核作用，细化合金组织，使相分布更加均匀，同时在合金凝固后的冷却过程中与Cu形成固溶体和金属间化合物，强化合金，并能有效净化熔体、提高元素的分布均匀性，改善了材料的硬度、耐腐蚀性和耐摩擦性能；Mo、Ni和Nb分别按照0.03
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0.12％、1.4
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2％、0.04
‑
0.15％的含量加入体系中，具有最佳的协同作用，能弥散分布于基体中，起到形核点和弥散强化作用，提高了阀门的耐腐蚀性和强度；在阀体的热处理过程中，首先在不同的温度下进行了三次保温，使体系中的合金元素和化合物以颗粒细小、分布均匀的化合物析出，通过弥散强化作用提高了材料的力学性能，之后再在高压下进行了两次保温处理，并控制保温的时间，增大了组织内的缺陷，降低了晶核形成所需的能量，提高了晶粒的形成率，并抑制了晶粒的长大，为之后处理过程中晶核的形核提供了有利的部位，之后再进行两次保温处理，形成了更加细小且形貌好的晶核，使得到的合金缺陷少，组织更加致密，得到的阀体强度、耐磨性和抗腐蚀性能均优异。
[0014]本专利技术中的阀门其阀体材质致密，气孔率小，强度高，抗拉强度和屈服强度分别达到817MPa和467MPa以上，耐磨性优异，耐腐蚀性好，使用寿命长。
[0015]对本专利技术中的阀门阀体进行性能检测，其硬度达到229HV以上，断后伸长率≥16.9％；按国标GB 10124
‑
88(均匀腐蚀试验方法)进行检测，其在3.5％NaCl(试验温度为20℃)溶液中的均匀腐蚀速率≤0.021mm/a；在高频往复摩擦磨损试验机上(频率20Hz，载荷1N，时间10min，冲程0.8～1mm，摩擦对偶件为直径4mm的Si3N4球)，在3.5％NaCl溶液中的摩擦系数≤0.02。
具体实施方式
[0016]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0017]实施例1
[0018]本专利技术提出的一种高强度耐腐蚀铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：10.9％、Fe：2.5％、Mn：14.5％、Ni：1.4％、Zn：2.9％、Sr：0.035％、Ti：0.067％、B：0.003％、Gd：0.15％、Zr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐腐蚀铜阀门，其特征在于，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：9.6
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10.9％、Fe：2.5
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3.3％、Mn：11.3
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14.5％、Ni：1.4
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2％、Zn：2.3
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3.6％、Sr：0.035
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0.042％、Ti：0.05
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0.067％、B：0.003
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0.01％、Gd：0.08
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0.15％、Zr：0.1
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0.12％、Mo：0.03
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0.12％、Nb：0.04
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0.15％、Y：0.01
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0.05％、La：0.01
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0.05％、余量为铜和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述高强度耐腐蚀铜阀门，其特征在于，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：9.9％、Fe：2.8％、Mn：12.3％、Ni：1.8％、Zn：3.2％、Sr：0.038％、Ti：0.055％、B：0.008％、Gd：0.09％、Zr：0.105％、Mo：0.08％、Nb：0.09％、Y：0.035％、La：0.04％、余量为铜和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述高强度耐腐蚀铜阀门，其特征在于，其阀体的组成成分按重量百分比包括：Al：10.1％、Fe：3％、Mn：14％、Ni：1.7％、Zn：3.1％、Sr：0.04％、Ti：0.06％、B：0.008％、Gd：0.12％、Zr：0.108％、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘逢，高峰，
申请(专利权)人：黄山市龙特金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：