一种使用寿命长的铜阀门的制作方法

1.本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种使用寿命长的铜阀门。


背景技术：

2.阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置，其具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。铜阀门即用铜铸造的阀门，其是阀门的一种，属于工业零件，包括铜闸阀、铜球阀、铜截止阀等，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。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种使用寿命长的铜阀门，其强度高，耐腐蚀性好，耐磨性能优异，使用寿命长。
4.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：5.5
‑
6.8％、fe：1.2
‑
2.5％、mn：6.5
‑
10.2％、ni：1.4
‑
2.6％、zn：0.48
‑
0.97％、sn：1.1
‑
2.5％、cr：0.02
‑
0.045％、co：0.05
‑
0.11％、sr：0.01
‑
0.03％、ti：0.02
‑
0.05％、b：0.01
‑
0.015％、bi：0.16
‑
0.37％、se：0.12
‑
0.26％、zr：0.01
‑
0.05％、mo：0.03
‑
0.12％、nb：0.04
‑
0.11％、余量为铜和不可避免的杂质。
5.优选地，其阀体的组成成分中，cr、co、sr、ti、b、bi、se、zr、mo、nb的重量百分比满足以下关系式：0.62％≤
6.cr co sr ti b bi se zr mo nb≤0.96％。
7.优选地，其阀体的组成成分中，cr、co、zr、mo、nb的重量百分比满足以下关系式：4
×
cr co zr
‑
0.025％≤mo nb。
8.优选地，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：6.4％、fe：1.9％、mn：9.3％、ni：1.7％、zn：0.83％、sn：1.9％、cr：0.03％、co：0.07％、sr：0.02％、ti：0.029％、b：0.012％、bi：0.21％、se：0.13％、zr：0.018％、mo：0.09％、nb：0.11％、余量为铜和不可避免的杂质。
9.优选地，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在930
‑
945℃下保温1
‑
2h，水冷至室温，然后在280
‑
320℃下保温t1min，再在430
‑
460℃下保温t2min，再在500
‑
550℃下保温t3min，其中，t1、t2、t3均为60
‑
120。
10.优选地，t1 t2 t3＝250
‑
300。
11.优选地，t1＞t2，且t2＜t3。
12.本发明所述使用寿命长的铜阀门，其具体选择了特定的al、fe、mn、ni、zn、sn、cr、co、sr、ti、b、bi、se、zr、mo、nb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，其抗拉强度在755mpa以上，屈服强度在538mpa以上，硬度hb在300
‑
400，抗磨损性好，使用寿命长；具体控制cr、co、
sr、ti、b、bi、se、zr、mo、nb的重量百分比满足关系式0.62％≤cr co sr ti b bi se zr mo nb≤0.96％，同时满足关系式4
×
cr co zr
‑
0.025％≤mo nb，发挥协同作用，细化晶粒，保证了阀门优异的强度，同时未降低其抗蚀性，使得到的阀门兼具优异的力学性能和耐腐蚀性能的同时能降低过热敏感性以及脆性；在热处理过程中，在不同的温度下进行了四次保温，并控制了保温的时间和温度，稳定了合金组织，有效降低残余应力，使析出强化和弥散强化作用更加明显，使得到的阀门获得了均匀细密的组织，具有较高的强度、硬度和耐磨性能。
13.对本发明中的阀体按国标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≤0.02201mm/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≤0.021。
具体实施方式
14.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
15.实施例1
16.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：6.8％、fe：1.2％、mn：10.2％、ni：1.4％、zn：0.9％、sn：2％、cr：0.02％、co：0.05％、sr：0.03％、ti：0.02％、b：0.015％、bi：0.19％、se：0.26％、zr：0.01％、mo：0.12％、nb：0.04％、余量为铜和不可避免的杂质。
17.实施例2
18.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：5.5％、fe：2.5％、mn：6.5％、ni：2.6％、zn：0.48％、sn：1.1％、cr：0.045％、co：0.05％、sr：0.01％、ti：0.05％、b：0.01％、bi：0.3％、se：0.12％、zr：0.03％、mo：0.03％、nb：0.11％、余量为铜和不可避免的杂质；
19.其中，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在945℃下保温1h，水冷至室温，然后在320℃下保温120min，再在430℃下保温60min，再在550℃下保温120min。
20.实施例3
21.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：5.7％、fe：2.1％、mn：6.9％、ni：2.2％、zn：0.97％、sn：2.5％、cr：0.021％、co：0.11％、sr：0.018％、ti：0.04％、b：0.012％、bi：0.16％、se：0.22％、zr：0.05％、mo：0.12％、nb：0.1％、余量为铜和不可避免的杂质；
22.其中，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在930℃下保温2h，水冷至室温，然后在280℃下保温60min，再在460℃下保温120min，再在500℃下保温60min。
23.实施例4
24.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：6.2％、fe：1.4％、mn：9.8％、ni：1.7％、zn：0.55％、sn：1.4％、cr：0.03％、co：0.07％、sr：0.02％、ti：0.025％、b：0.014％、bi：0.37％、se：0.15％、zr：0.03％、mo：0.09％、nb：0.11％、余量为铜和不可避免的杂质；
25.其中，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在938℃下保温2h，水
冷至室温，然后在290℃下保温120min，再在455℃下保温60min，再在535℃下保温70min。
26.实施例5
27.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：5.8％、fe：2.3％、mn：8.5％、ni：1.9％、zn：0.58％、sn：2.1％、cr：0.02％、co：0.06％、sr：0.015％、ti：0.04％、b：0.01％、bi：0.18％、se：0.12％、zr：0.01％、mo：0.07％、nb：0.095％、余量为铜和不可避免的杂质；
28.其中，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在942℃下保温1h，水冷至室温，然后在310℃下保温110min，再在438℃下保温90min，再在510℃下保温100min。
29.实施例6
30.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：6.5％、fe：1.8％、mn：9.6％、ni：2.3％、zn：0.8％、sn：1.6％、cr：0.03％、co：0.07％、sr：0.03％、ti：0.03％、b：0.015％、bi：0.265％、se：0.24％、zr：0.05％、mo：0.12％、nb：0.11％、余量为铜和不可避免的杂质；
31.其中，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在940℃下保温1.5h，水冷至室温，然后在300℃下保温110min，再在440℃下保温80min，再在520℃下保温90min。
32.实施例7
33.本发明提出的一种使用寿命长的铜阀门，其阀体的组成成分按重量百分比包括：al：6.4％、fe：1.9％、mn：9.3％、ni：1.7％、zn：0.83％、sn：1.9％、cr：0.03％、co：0.07％、sr：0.02％、ti：0.029％、b：0.012％、bi：0.21％、se：0.13％、zr：0.018％、mo：0.09％、nb：0.11％、余量为铜和不可避免的杂质；
34.其中，其阀体的制备工艺包括以下热处理步骤：将待加工件在935℃下保温1h，水冷至室温，然后在290℃下保温100min，再在450℃下保温92min，再在500
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550℃下保温98min。
35.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。