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申请/专利权人：福建大通互惠精密铸造有限公司

摘要：本发明涉及铸造技术领域，尤其是一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，包括阀体，阀体的前后两端均固定安装有法兰，阀体的顶部安装有阀杆座，阀杆座内部卡接有阀杆，阀杆座上安装有固定支座，阀体的内部设置有贯穿的流体通道，流体通道的内部设置有阀轴，阀杆座的内部安装有套管，阀体的底部固定安装有与阀轴相对应的阀轴座，阀轴座的内部固定安装有与阀轴相匹配的下套管，阀轴与下套管转动连接，阀轴上固定安装有蝶板，本发明还提供一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的制造方法，主要由外型与砂芯、生产制造与浇铸、落砂、抛丸与热处理和切割、碳刨及焊补几个步骤完成，从而大大提高了铸件成品率。

主权项：1.一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，包括阀体（1），所述阀体（1）的前后两端均固定安装有法兰（2），所述阀体（1）的顶部固定安装有阀杆座（3），所述阀杆座（3）内部卡接有阀杆（4），其特征在于，所述阀杆座（3）上通过螺栓固定安装有固定支座（5），所述阀杆（4）贯穿固定支座（5）且与固定支座（5）转动连接，所述阀体（1）的内部设置有贯穿的流体通道（7），所述流体通道（7）的内部设置有阀轴（8），所述阀轴（8）的顶端与阀杆（4）固定连接，所述阀杆座（3）的内部固定安装有与阀轴（8）相匹配的上套管（81），所述阀轴（8）与上套管（81）转动连接，所述阀轴（8）的低端贯穿阀体（1），且与阀体（1）转动连接，所述阀体（1）的底部固定安装有与阀轴（8）相对应的阀轴座（9），所述阀轴座（9）的内部固定安装有与阀轴（8）相匹配的下套管（82），所述阀轴（8）与下套管（82）转动连接，所述阀轴（8）上固定安装有蝶板（6）；所述上套管（81）和下套管（82）的形状结构相同；所述蝶板（6）的面积与流体通道（7）的截面积大小相同。

全文数据：一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体及制造方法技术领域本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体及制造方法。背景技术蝶阀的作用是用于控制流体的流动，在管道上主要起切断和节流作用，而蝶阀阀体又是关键部件，他承受着介质的腐蚀、冲蚀及应力腐蚀等，要求材料具有一定的耐蚀性，组织致密且不得有铸造缺陷，ASTMA9955A材质作为第三代双相不锈钢，其成分范围为：C≤0.03%，S≤1.0%，Mn≤1.5%，P≤0.04%，S≤0.04%，Cr：24.0-26.0%，Ni：6.0-8.0%，Mo：4.0-5.0%，N：0.10-0.30%，与第一，第二代双相不锈钢相比，其显著的特点是超低碳、高铬、高镍、高钼、高氮，PREN≥40，具有更好的耐蚀性和强度，广泛应用于船舶、海水淡化、石油化工、造纸及其他耐蚀苛刻领域，由于在铸造过程中易产生裂纹缺陷，加之蝶阀阀体壁厚不均，厚薄相差较大，铸造热节多，补缩不易，蝶阀阀体铸件易出现缩孔、缩松缺陷，更是加剧了裂纹缺陷产生的倾向，导致铸件报废率高，铸造难度极大，另外，在阀体投入使用后，当阀体内介质运动速度快或是冲击力大时，介质会冲击蝶板从而带动阀杆，使阀杆相对阀体内的安装孔发生倾斜，从而导致蝶板无法正常开启以及闭合，大大缩短了蝶阀的使用寿命，而现有技术不能解决上述的问题。发明内容本发明的目的是为了解决现有技术中存在阀体铸造难度大的缺点，而提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：设计一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，包括阀体，所述阀体的前后两端均固定安装有法兰，所述阀体的顶部固定安装有阀杆座，所述阀杆座内部卡接有阀杆，所述阀杆座上通过螺栓固定安装有固定支座，所述阀杆贯穿固定支座且与固定支座转动连接，所述阀体的内部设置有贯穿的流体通道，所述流体通道的内部设置有阀轴，所述阀轴的顶端与阀杆固定连接，所述阀杆座的内部固定安装有与阀轴相匹配的上套管，所述阀轴与上套管转动连接，所述阀轴的低端贯穿阀体，且与阀体转动连接，所述阀体的底部固定安装有与阀轴相对应的阀轴座，所述阀轴座的内部固定安装有与阀轴相匹配的下套管，所述阀轴与下套管转动连接，所述阀轴上固定安装有蝶板。优选的，所述上套管和下套管的形状结构相同。优选的，所述蝶板的面积与流体通道的截面积大小相同。本发明还提供了一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的制造方法，包括如下步骤；步骤1：外型与砂芯，外型和砂芯由原砂加水玻璃制成，按重量百分比计（Wt%），外型与砂芯水玻璃加入量为4.5-5.5Wt%，其中，铸肌面使用铬铁矿砂包覆，厚度为20-30mm，铬铁矿砂水玻璃加入量为4.5-5.5Wt%，外型制成具有安置砂芯的阀体型腔；步骤2：生产制造与浇铸，采用陶管浇铸，在浇注时通过浇包将钢液注入浇注系统，经上箱浇口杯、直浇道、横浇道，其中，横浇道经由下模暗冒口底部进入型腔，且到达下模暗冒口，金属液经暗冒口从下往上均匀的流入型腔，当蝶阀阀体整个型腔充满后，由明冒口与暗冒口对阀体进行补缩，并使用冷铁隔断，得到阀体铸件；步骤3：落砂、抛丸与热处理，阀体铸件浇注完成后约30分钟后拆掉箱卡，需在45分钟—2小时内，其中，铸件温度约在900-1000摄氏度，开箱并完成铸件清砂工作，清砂完成后让铸件自然冷却，待铸件完全冷却后进行抛丸处理，之后对铸件进行第一次热处理，热处理的具体实施方式如下；A：在常温下将铸件水平放置在炉中，不得堆叠放置；B：将炉温升至300摄氏度，然后保温两个小时，使得铸件内外温度均匀；C：将炉温继续升到1130摄氏度，保温时间大于等于3小时，使铸件的脆性相溶入基体中；D：停止升温，当炉温冷却到1060摄氏度时，将铸件快速出炉并淬入循环状态的水中，出炉至淬水间隔时间不超过90秒；步骤4：切割、碳刨及焊补，阀体铸件的切割、碳刨与焊补须在一次热处理后方可进行，且切割冒口时尽量使用低电流，高气流和交叉切割的方法实施，降低切割时的热量，保证切割部位的局部温度小于200摄氏度。优选的，在步骤1中，在制作外型和砂芯时，在阻碍铸件收缩的部位放置泡沫或锯末，增加退让性，有利于铸件的收缩，外型和砂芯的型腔表面采用醇基锆英粉涂料进行刷涂，保证刷涂厚度在0.35-0.65毫米。优选的，在步骤1中，砂型的烘烤，中火烘烤至棕褐色其中，宁烘烤略过度也不能烘烤不足，烘烤时注意死角，涂料堆积处，陶管也应烘烤，然后合型，应注意合型到浇注的间隔时间，严格控制合型时间间隔，合型到浇注的间隔时间控制在60min以内为宜，外型合箱后，对型腔内吹入热风。优选的，在步骤2中，钢液为超级双相不锈钢的金属液，其中，超级双相不锈钢的化学成份为：C≤0.03%，Si：0.35-0.60%，Mn：0.50-0.70%，P≤0.04%，S≤0.04%，Cr：24.2-24.7%，Ni：7.2-7.8%，Mo：4.2-4.7%，N：0.15-0.22%，PREN=Cr%+3.3*Mo%+16*N%≥40。优选的，在步骤2中，超级双相不锈钢金属液采用中频感应炉熔炼制而成，在出钢前，在浇包内加入适量的纯铈稀土合金。优选的，在步骤2中，浇铸采用低温快浇工艺，出钢温度控制在1580-1620摄氏度，浇铸温度控制在1560-1580摄氏度。优选的，在步骤2中，在浇注过程中，需要在上下法兰冒口之间放置冷铁，在加强筋处放置专用冷铁进行激冷。本发明提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，有益效果在于：1、本发明通过在阀杆座和阀轴座内分别设置上套管和下套管，能够使得阀轴与阀轴座之间的稳定性更好，从而使得蝶板受冲击后不会带动阀杆转动，避免阀杆相对阀体内的安装孔发生倾斜，提高了阀体的使用寿命；2、本发明的提供的超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的制造方法，可以避开脆性相析出的温度区间，避免了蝶阀阀体铸件组织析出脆性相，从根本上解决蝶阀阀体铸件的裂纹缺陷，并同时保证了铸件组织的致密性，大大的提高铸件成品率，同时伴随着工艺出品率的提高与高温拆箱的实施，缩短制造周期，降低生产成本。附图说明图1为本发明提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的结构示意图；图2为本发明提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的结构示意图；图3为本发明提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的5A材质铸件的TTT图；图4为本发明提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的5A材质铸件的DSC曲线图；图5为本发明提出的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的5A材质铸件奥氏体与基体的分布图。图中：阀体1、法兰2、阀杆座3、阀杆4、固定支座5、蝶板6、流体通道7、阀轴8、上套管81、下套管82、阀轴座9。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-5，一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，包括阀体1，阀体1的前后两端均固定安装有法兰2，阀体1的顶部固定安装有阀杆座3，阀杆座3内部卡接有阀杆4，阀杆座3上通过螺栓固定安装有固定支座5，阀杆4贯穿固定支座5且与固定支座5转动连接，阀体1的内部设置有贯穿的流体通道7，流体通道7的内部设置有阀轴8，阀轴8的顶端与阀杆4固定连接，阀杆座3的内部固定安装有与阀轴8相匹配的上套管81，阀轴8与上套管81转动连接，阀轴8的低端贯穿阀体1，且与阀体1转动连接，阀体1的底部固定安装有与阀轴8相对应的阀轴座9，阀轴座9的内部固定安装有与阀轴8相匹配的下套管82，上套管81和下套管82的形状结构相同，阀轴8与下套管82转动连接，阀轴8上固定安装有蝶板6，蝶板6的面积与流体通道7的截面积大小相同，上套管81和下套管82的设计，作用在于，这样能够使得阀轴8与阀轴座9之间的稳定性更好，从而使得蝶板6受冲击后不会带动阀杆4转动，避免阀杆4相对阀体1内的安装孔发生倾斜，提高了阀体1的使用寿命。本发明还提供了一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的制造方法，包括如下步骤；步骤1：外型与砂芯，外型和砂芯由原砂加水玻璃制成，按重量百分比计（Wt%），外型与砂芯水玻璃加入量为4.5-5.5Wt%，其中，铸肌面使用铬铁矿砂包覆，厚度为20-30mm，铬铁矿砂水玻璃加入量为4.5-5.5Wt%，外型制成具有安置砂芯的阀体型腔；步骤2：生产制造与浇铸，采用陶管浇铸，在浇注时通过浇包将钢液注入浇注系统，经上箱浇口杯、直浇道、横浇道，其中，横浇道经由下模暗冒口底部进入型腔，且到达下模暗冒口，金属液经暗冒口从下往上均匀的流入型腔，当蝶阀阀体整个型腔充满后，由明冒口与暗冒口对阀体进行补缩，并使用冷铁隔断，得到阀体铸件；步骤3：落砂、抛丸与热处理，阀体铸件浇注完成后约30分钟后拆掉箱卡，需在45分钟—2小时内，其中，铸件温度约在900-1000摄氏度，开箱并完成铸件清砂工作，清砂完成后让铸件自然冷却，待铸件完全冷却后进行抛丸处理，之后对铸件进行第一次热处理，热处理的具体实施方式如下；A：在常温下将铸件水平放置在炉中，不得堆叠放置；B：将炉温升至300摄氏度，然后保温两个小时，使得铸件内外温度均匀；C：将炉温继续升到1130摄氏度，保温时间大于等于3小时，使铸件的脆性相溶入基体中；D：停止升温，当炉温冷却到1060摄氏度时，将铸件快速出炉并淬入循环状态的水中，出炉至淬水间隔时间不超过90秒；步骤4：切割、碳刨及焊补，阀体铸件的切割、碳刨与焊补须在一次热处理后方可进行，且切割冒口时尽量使用低电流，高气流和交叉切割的方法实施，降低切割时的热量，保证切割部位的局部温度小于200摄氏度。其中，在步骤1中，在制作外型和砂芯时，在阻碍铸件收缩的部位放置泡沫或锯末，增加退让性，有利于铸件的收缩，外型和砂芯的型腔表面采用醇基锆英粉涂料进行刷涂，保证刷涂厚度在0.35-0.65毫米；砂型的烘烤，中火烘烤至棕褐色其中，宁烘烤略过度也不能烘烤不足，烘烤时注意死角，涂料堆积处，陶管也应烘烤，然后合型，应注意合型到浇注的间隔时间，严格控制合型时间间隔，合型到浇注的间隔时间控制在60min以内为宜，外型合箱后，对型腔内吹入热风。在步骤2中，钢液为超级双相不锈钢的金属液，其中，超级双相不锈钢的化学成份为：C≤0.03%，Si：0.35-0.60%，Mn：0.50-0.70%，P≤0.04%，S≤0.04%，Cr：24.2-24.7%，Ni：7.2-7.8%，Mo：4.2-4.7%，N：0.15-0.22%，PREN=Cr%+3.3*Mo%+16*N%≥40；超级双相不锈钢金属液采用中频感应炉熔炼制而成，在出钢前，在浇包内加入适量的纯铈稀土合金；浇铸采用低温快浇工艺，出钢温度控制在1580-1620摄氏度，浇铸温度控制在1560-1580摄氏度；在浇注过程中，需要在上下法兰冒口之间放置冷铁，在加强筋处放置专用冷铁进行激冷。结合附图3，由5A材质的固有特性可知，致使5A材质脆性的因素主要有两个：1）σ相；2）475℃脆变；从附图3可以看出：σ相的最大析出速率的温度约为880℃，475脆变温度约为460℃；再结合附图4，从焊接试块取样，做DSC分析，检测到σ相的最大析出速率温度约为887℃；475脆变温度约为462.7℃，综合分析，5A材质铸件脆性相析出温度有利于热处理。本发明提供的制造方法，可以避开脆性相析出的温度区间，避免了蝶阀阀体铸件组织析出脆性相，从根本上解决蝶阀阀体铸件的裂纹缺陷，并同时保证了铸件组织的致密性，大大的提高铸件成品率，同时伴随着工艺出品率的提高与高温拆箱的实施，缩短制造周期，降低生产成本。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，包括阀体（1），所述阀体（1）的前后两端均固定安装有法兰（2），所述阀体（1）的顶部固定安装有阀杆座（3），所述阀杆座（3）内部卡接有阀杆（4），其特征在于，所述阀杆座（3）上通过螺栓固定安装有固定支座（5），所述阀杆（4）贯穿固定支座（5）且与固定支座（5）转动连接，所述阀体（1）的内部设置有贯穿的流体通道（7），所述流体通道（7）的内部设置有阀轴（8），所述阀轴（8）的顶端与阀杆（4）固定连接，所述阀杆座（3）的内部固定安装有与阀轴（8）相匹配的上套管（81），所述阀轴（8）与上套管（81）转动连接，所述阀轴（8）的低端贯穿阀体（1），且与阀体（1）转动连接，所述阀体（1）的底部固定安装有与阀轴（8）相对应的阀轴座（9），所述阀轴座（9）的内部固定安装有与阀轴（8）相匹配的下套管（82），所述阀轴（8）与下套管（82）转动连接，所述阀轴（8）上固定安装有蝶板（6）。2.根据权利要求1所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，所述上套管（81）和下套管（82）的形状结构相同。3.根据权利要求1所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，所述蝶板（6）的面积与流体通道（7）的截面积大小相同。4.一种根据权利要求1-3所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤；步骤1：外型与砂芯，外型和砂芯由原砂加水玻璃制成，按重量百分比计（Wt%），外型与砂芯水玻璃加入量为4.5-5.5Wt%，其中，铸肌面使用铬铁矿砂包覆，厚度为20-30mm，铬铁矿砂水玻璃加入量为4.5-5.5Wt%，外型制成具有安置砂芯的阀体型腔；步骤2：生产制造与浇铸，采用陶管浇铸，在浇注时通过浇包将钢液注入浇注系统，经上箱浇口杯、直浇道、横浇道，其中，横浇道经由下模暗冒口底部进入型腔，且到达下模暗冒口，金属液经暗冒口从下往上均匀的流入型腔，当蝶阀阀体整个型腔充满后，由明冒口与暗冒口对阀体进行补缩，并使用冷铁隔断，得到阀体铸件；步骤3：落砂、抛丸与热处理，阀体铸件浇注完成后约30分钟后拆掉箱卡，需在45分钟—2小时内，其中，铸件温度约在900-1000摄氏度，开箱并完成铸件清砂工作，清砂完成后让铸件自然冷却，待铸件完全冷却后进行抛丸处理，之后对铸件进行第一次热处理，热处理的具体实施方式如下；A：在常温下将铸件水平放置在炉中，不得堆叠放置；B：将炉温升至300摄氏度，然后保温两个小时，使得铸件内外温度均匀；C：将炉温继续升到1130摄氏度，保温时间大于等于3小时，使铸件的脆性相溶入基体中；D：停止升温，当炉温冷却到1060摄氏度时，将铸件快速出炉并淬入循环状态的水中，出炉至淬水间隔时间不超过90秒；步骤4：切割、碳刨及焊补，阀体铸件的切割、碳刨与焊补须在一次热处理后方可进行，且切割冒口时尽量使用低电流，高气流和交叉切割的方法实施，降低切割时的热量，保证切割部位的局部温度小于200摄氏度。5.根据权利要求4所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，在步骤1中，在制作外型和砂芯时，在阻碍铸件收缩的部位放置泡沫或锯末，增加退让性，有利于铸件的收缩，外型和砂芯的型腔表面采用醇基锆英粉涂料进行刷涂，保证刷涂厚度在0.35-0.65毫米。6.根据权利要求4所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，在步骤1中，砂型的烘烤，中火烘烤至棕褐色其中，宁烘烤略过度也不能烘烤不足，烘烤时注意死角，涂料堆积处，陶管也应烘烤，然后合型，应注意合型到浇注的间隔时间，严格控制合型时间间隔，合型到浇注的间隔时间控制在60min以内为宜，外型合箱后，对型腔内吹入热风。7.根据权利要求4所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，在步骤2中，钢液为超级双相不锈钢的金属液，其中，超级双相不锈钢的化学成份为：C≤0.03%，Si：0.35-0.60%，Mn：0.50-0.70%，P≤0.04%，S≤0.04%，Cr：24.2-24.7%，Ni：7.2-7.8%，Mo：4.2-4.7%，N：0.15-0.22%，PREN=Cr%+3.3*Mo%+16*N%≥40。8.根据权利要求4所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，在步骤2中，超级双相不锈钢金属液采用中频感应炉熔炼制而成，在出钢前，在浇包内加入适量的纯铈稀土合金。9.根据权利要求4所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，在步骤2中，浇铸采用低温快浇工艺，出钢温度控制在1580-1620摄氏度，浇铸温度控制在1560-1580摄氏度。10.根据权利要求4所述的一种超级双相不锈钢5A材质蝶阀阀体，其特征在于，在步骤2中，在浇注过程中，需要在上下法兰冒口之间放置冷铁，在加强筋处放置专用冷铁进行激冷。

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