專(zhuān)利名稱(chēng)：流體部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配管系統(tǒng)中使用的接頭類(lèi)、流體控制裝置中使用的閥等的流體控制器等的流體部件，特別涉及適用于醫(yī)藥品和食品的制造裝置的流體部件。
背景技術(shù)：
接頭、閥等(總稱(chēng)為流體部件)作為通用部件廣泛用于流體控制裝置和各種配管中。
例如，藥品和食品的制造時(shí)使用的反應(yīng)容器或儲(chǔ)藏·運(yùn)輸藥品和食品用的罐類(lèi)為了運(yùn)入·運(yùn)出其原料或產(chǎn)品，要使用金屬制的閥。金屬制的閥，根據(jù)藥品和食品的成分、純度及溫度，分別用碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼、Ni基合金、鈦、Ni/Cu合金等制成。尤其是許多制造·儲(chǔ)藏·運(yùn)輸醫(yī)藥品和食品的原料及產(chǎn)品等時(shí)使用的金屬制閥，通常是用耐腐蝕性良好的SUS304鋼或SUS316L鋼等的不銹鋼制。但是，如果金屬制閥受到的腐蝕損傷多時(shí)，藥品和食品中含有的氯化物離子會(huì)產(chǎn)生隙縫腐蝕。另外，在多數(shù)情況下，為了防止閥的縫隙腐蝕和雜菌的增加，通常是對(duì)閥內(nèi)實(shí)施水洗/殺菌處理等的維護(hù)，但是，當(dāng)水洗/殺菌·干燥的工序不充分時(shí)，往往氯化物離子殘留在閥內(nèi)表面或縫隙構(gòu)造部?jī)?nèi)，因此，在閥本體和法蘭的連接部分、以及密封部分經(jīng)常發(fā)生縫隙腐蝕，其修補(bǔ)需要很多時(shí)間和工作量，并且縫隙腐蝕產(chǎn)生的金屬離子等使產(chǎn)品質(zhì)量降低等成為非常重要的問(wèn)題。
為此，為了在使用高鹽分溶液的食品和醫(yī)藥品制造裝置中使用也不產(chǎn)生腐蝕，對(duì)SUS316制部件的腐蝕性進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，產(chǎn)生了強(qiáng)度和硬度降低等的新問(wèn)題，所以，對(duì)于符合所需規(guī)格的已往的流體部件，要在保持其其他特性的基礎(chǔ)上，改進(jìn)其耐腐蝕性幾乎是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供既能保持其其它性能、又能改進(jìn)耐縫隙腐蝕性的流體部件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種流體部件，基于上述觀點(diǎn)，對(duì)使閥、接頭等流體部件被暴露而產(chǎn)生縫隙腐蝕的藥品及食品環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下，產(chǎn)生縫隙腐蝕的原因是因?yàn)樗幤泛褪称分卸喽嗌偕俸新然镫x子。另外發(fā)現(xiàn)，作為評(píng)價(jià)縫隙腐蝕的腐蝕環(huán)境，可以用海水環(huán)境摸擬。以此結(jié)果為背景，進(jìn)行了將各種不銹鋼暴露在自然海水中的試驗(yàn)。具體地說(shuō)，將常溫的自然海水持續(xù)約半年流過(guò)閥內(nèi)，觀察其腐蝕狀況，調(diào)查有無(wú)縫隙腐蝕。經(jīng)過(guò)這樣的努力，得到了不產(chǎn)生縫隙腐蝕的制造·儲(chǔ)藏·運(yùn)輸?shù)牧黧w流路開(kāi)閉閥及流體流量控制用閥、和制造·儲(chǔ)藏·運(yùn)輸?shù)呐涔苡霉芙宇^，作出了本發(fā)明，其主要內(nèi)容如下。
本發(fā)明的流體部件，是配管和流體控制裝置中使用的閥、接頭等的流體部件，由多個(gè)構(gòu)成部件構(gòu)成，其特征在于，該多個(gè)構(gòu)成部件中的、具有與任一其它構(gòu)成部件接觸的接觸面并且該接觸面的端部露出到流體部件外面的規(guī)定金屬制部件由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分實(shí)質(zhì)上是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，并且為了基本確保耐縫隙腐蝕性，把表示合金各成分的復(fù)合添加的下式的CRI(Crevice Corrosion ResistanceIndex耐縫隙腐蝕性指標(biāo))值為40≤CRI≤55。
CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕另外，最好分別含有W≤2％、V≤2％中的一種或至少二種。
根據(jù)本發(fā)明的流體部件，流體部件的多個(gè)構(gòu)成部件中的、具有與任一其它構(gòu)成部件接觸的接觸面并且該接觸面的端部露出到流體部件外面的規(guī)定金屬制部件由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，并且為了基本上確保耐縫隙腐蝕性，把從用重量百分比表示合金各成分的復(fù)合添加的式子CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕求出的CRI值設(shè)定為40≤CRI≤55的范圍內(nèi)，因此，不會(huì)因提高了耐縫隙腐蝕性而降低強(qiáng)度和硬度，可提高耐縫隙腐蝕性。
金屬部件的表面粗糙度最好是Ra為≤1，Ra為≤0.2則更好。
流體部件不限于例舉的接頭和閥等，也可以是各種其它部件。
例如，流體部件是具有閥體、促動(dòng)器和螺絲部件的閥，閥體、促動(dòng)器和螺絲部件中的至少一個(gè)是上述的規(guī)定金屬制(即上述合金制)部件。另外，流體部件是隔膜閥，非金屬制的隔膜被金屬制閥體和金屬制閥蓋挾持著，閥體和閥蓋雙方都是上述預(yù)定的金屬制(即上述合金制)部件。后者的隔膜閥中，閥體和閥蓋的挾持隔膜的部分是極容易引起縫隙腐蝕的部位，通過(guò)提高該部分的耐縫隙腐蝕性，可以大大地提高整個(gè)隔膜閥的耐久性。
另外，流體部件是將蓋形螺母緊固在設(shè)在管狀接頭部件外周上的外螺紋部上而組裝成的管接頭，接頭部件和蓋形螺母中的至少一個(gè)是上述的規(guī)定金屬制(即上述合金制)部件。


圖1是表示作為本發(fā)明的流體部件第1實(shí)施形態(tài)的閥的斷面圖。
圖2是表示作為本發(fā)明的流體部件第2實(shí)施形態(tài)的隔膜閥的流路關(guān)閉狀態(tài)的斷面圖。
圖3是表示圖2中的閥的流路開(kāi)通狀態(tài)的縱剖面圖。
圖4是表示作為本發(fā)明流體部件第3實(shí)施形態(tài)的管接頭的分解縱剖面圖。
圖5是表示圖4中的管接頭組裝狀態(tài)的縱剖面圖。
圖6是表示作為本發(fā)明流體部件第4實(shí)施形態(tài)的管接頭的分解縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。本發(fā)明并不限定于圖面所示。
圖1表示本發(fā)明流體部件的第1實(shí)施形態(tài)。在第1實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明中，以圖中的左右為左右。
該實(shí)施形態(tài)的流體部件(1)是針式停止閥。該閥包括有底圓筒狀的閥體(2)、圓柱狀閥桿(3)、圓筒狀導(dǎo)引件(4)、板形螺母(5)、蓋形螺母(6)和手柄(7)。閥體(2)的下部具有管狀的左方突出部(8)和管狀的右方突出部(9)。閥桿(3)可上下移動(dòng)地插入在閥體(2)內(nèi)。導(dǎo)引件(4)嵌入在閥體(2)的上部?jī)?nèi)，用于導(dǎo)引閥桿(3)的上下移動(dòng)。板形螺母(5)與設(shè)在閥體(2)上部外周面上的外螺紋部(10)的下端部螺紋配合。蓋形螺母(6)與上述外螺紋部(10)的頂部螺紋配合。手柄(7)設(shè)在閥桿(3)的上端部。
閥桿(3)、導(dǎo)引件(4)、蓋形螺母(6)和手柄(7)構(gòu)成該流體部件(1)的促動(dòng)器。
在閥體(2)的下部設(shè)有流體流入通路(2a)、流體流出通路(2b)和連通路(2c)。流體流入通路(2a)從中心部附近朝若干左上方延伸而與左方突出部(8)內(nèi)通路連通。流體流出通路(2b)從流體流入通路(2a)的中心側(cè)端部上方的位置朝若干右下方延伸而與右方突出部(9)內(nèi)通路連通。連通路(2c)沿上下方向延伸，將兩通路(2a)(2b)連通。連通路(2c)做成為下部直徑比上部直徑小的臺(tái)階狀。連通路(2c)上方的閥體(2)的內(nèi)周面作為沿上下方向延伸的閥桿導(dǎo)引路(11)。在閥桿導(dǎo)引路(11)的下部設(shè)有內(nèi)螺紋部(11a)，該內(nèi)螺紋部(11a)與連通路(2c)若干搭接，該閥桿導(dǎo)引路(11)的上部的直徑比內(nèi)螺紋部(11a)的直徑大，在該上部中嵌入著圓筒狀導(dǎo)引件(4)。
閥桿(3)的下端部(3a)做成為越往前越細(xì)的圓錐狀，在該圓錐狀部分(3a)的上方的部分設(shè)有直徑比其它部分大的外螺紋部(3b)，該外螺紋部(3b)與閥體(2)的內(nèi)螺紋部(11a)螺紋配合。
導(dǎo)引件(4)的上端部突出于閥體的上端面，由內(nèi)螺紋部(11a)上端的臺(tái)階部支承著。在蓋形螺母(6)的頂壁上設(shè)有供閥桿(3)的上端部穿過(guò)的通孔，該蓋形螺母(6)螺合在閥體(2)的外螺紋部(10)上時(shí)，導(dǎo)引件(4)被固定在閥體(2)上。閥桿(3)的上端部伸出到蓋形螺母(6)的上方，在該閥桿(3)的上端部安裝著手柄(7)。
在閥體(2)下部的管狀左方突出部(8)和右方突出部(9)上分別形成有管接頭部，在各突出部(8)(9)上配置著前環(huán)(12)及后環(huán)(13)和蓋形螺母(14)，前環(huán)(12)及后環(huán)(13)嵌合在從各突出部(8)(9)伸出的管的周?chē)?，蓋形螺母(14)緊固前環(huán)(12)及后環(huán)(13)，將管固定在各突出部(8)(9)上。
各部件(2)(3)(4)(5)(6)(7)的材質(zhì)如下導(dǎo)引件(4)是由PTFE+PFA制成；手柄(7)是由ADC12制成；閥體(2)、閥桿(3)、板形螺母(5)和蓋形螺母(6)是由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，且其余部分是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，并且，為了基本確保耐縫隙腐蝕性，從用重量百分比表示合金各成分復(fù)合添加的CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕式求出的CRI值設(shè)定在40≤CRI≤55的范圍內(nèi)。
即，閥體(2)和螺母(5)(6)前端部的接觸部分、蓋形螺母(6)頂壁貫通孔周面與閥桿(3)的接觸部分等是容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的部位，處在容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的使用狀態(tài)下的金屬制部件(2)(3)(5)(6)用上述合金制成。另外，各金屬制部件(2)(3)(6)的接觸部分的表面加工成為Ra＝0.1左右的表面粗糙度，加上上述組成中不銹鋼的效果，更加提高耐縫隙腐蝕性。
另外，形成在閥體(2)下部的管狀左方突出部(8)和右方突出部(9)上的管接頭部的后環(huán)(13)及蓋形螺母(14)，為了提高防止縫隙腐蝕性，最好用上述合金制。
圖2和圖3表示本發(fā)明流體部件的第2實(shí)施形態(tài)。圖2表示通路截?cái)酄顟B(tài)，圖3表示通路開(kāi)通狀態(tài)。
該實(shí)施形態(tài)的流體控制器(21)是隔膜閥。該閥包括閥體(22)、隔膜(23)和促動(dòng)器(24)。閥體(22)具有流體流入通路(22a)和流體流出通路(22b)。隔膜(23)用于開(kāi)閉閥體(22)的流體通路(22a)(22b)。促動(dòng)器(24)用于使隔膜(23)移動(dòng)到開(kāi)位置或閉位置。
閥體(22)的中央部具有朝上的圓形凹部(22c)，流體流入通路(22a)和流體流出通路(22b)的各內(nèi)側(cè)端部在該凹部(22c)開(kāi)口。
隔膜(23)由方形隔膜(23a)和圓形隔膜(23b)構(gòu)成。吊具(23c)的前端埋設(shè)在方形隔膜(23a)中，圓形隔膜(23b)與在該方形隔膜(23a)的上面緊密接合。隔膜(23)的中央部朝下方突出，在圖2所示的通路截?cái)酄顟B(tài)中，上述中央部與閥體(22)的凹部(22c)的底面相接觸，把從流體流入通路(22a)到流體流出通路(22b)的通路截?cái)唷＿@樣，在閥體(22)的凹部(22c)側(cè)，不存在支承隔膜(23)的突起(堤部)，閥體(22)的內(nèi)通路呈筆直狀。
促動(dòng)器(24)具有閥蓋(25)、閥殼(26)、閥桿(27)、活塞(28)、隔膜按壓件(29)。閥蓋(25)形成為具有頂壁的圓筒狀。閥殼(26)覆蓋著閥蓋(25)的頂壁。閥桿(27)的下端部與隔膜(23)的吊具(23c)結(jié)合，上端部伸出到閥殼(26)的上方?；钊?28)可上下移動(dòng)地配置在閥殼(26)內(nèi)，固定在閥桿(27)的中間部分。隔膜按壓件(29)設(shè)在閥桿(27)的下端部。隔膜(23)的方形隔膜(23a)的外周緣部被閥蓋(25)的法蘭部(25a)和閥體(22)的開(kāi)口緣部(22d)挾持住，閥體(22)、隔膜(23)和促動(dòng)器(24)疊合著，用圖未示的螺紋部件結(jié)合，就組裝成了隔膜閥(21)。
在圖2所示的通路截?cái)酄顟B(tài)中，當(dāng)壓縮空氣導(dǎo)入到活塞(28)下方的閥殼(26)內(nèi)時(shí)，如圖3所示，活塞(28)和閥桿(27)向上方移動(dòng)，位于閥體(222)的凹部(22c)內(nèi)的隔膜(23)也向上方移動(dòng)，通路成為開(kāi)通狀態(tài)，在閥體(22)內(nèi)，形成了從流體流入通路(22a)到流體流出通路(22b)的筆直流路、即沒(méi)有障礙物的流路。在通路開(kāi)放狀態(tài)，隔膜(23)彈性變形，被閥蓋(25)的法蘭部(25a)和閥體(22)的開(kāi)口緣部(22d)挾持著的外周部與中央部之間的環(huán)狀部分變形成為朝上凸起的形狀。
各部件(22)(23)(25)(26)(27)(28)的材質(zhì)如下活塞(28)是由SUSF316L制成。隔膜(23)中，方形隔膜(23a)是由PTFE制成，圓形隔膜(23b)是由丁基橡膠制成。閥體(22)、閥蓋(25)、閥殼(26)和閥桿(27)是由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分實(shí)質(zhì)上是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。并且，為了確保耐縫隙腐蝕性，從用重量百分比表示各合金成分復(fù)合添加的CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕式求出的CRI值設(shè)定在40≤CRI≤55的范圍內(nèi)。
即，閥體(22)和閥蓋(25)的通過(guò)隔膜(23)對(duì)接的部分、閥蓋(25)和閥殼(26)的結(jié)合部、閥殼(26)頂壁貫通孔周面與閥桿(27)的接觸部分等，是容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的部位，在容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的使用狀態(tài)中的金屬制部件(22)(25)(26)(27)是用上述合金制成。另外，各金屬制部件(22)(25)(26)(27)的接觸部分的表面精加工成為Ra＝0.1左右的表面粗度，這樣，加上上述成分的不銹鋼的效果，更能提高耐縫隙腐蝕性。
圖4和圖5表示本發(fā)明流體部件的第3實(shí)施形態(tài)。在第3實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明中，將圖中的左稱(chēng)為前，將右稱(chēng)為后。
該實(shí)施形態(tài)的流體部件(30)是管接頭，該管接頭具有從后端側(cè)插入管(32)的管狀主體(接頭部件)(31)、嵌合在從主體(31)后端側(cè)伸出的管(32)的周?chē)那碍h(huán)(33)及后環(huán)(34)、將前環(huán)(33)及后環(huán)(34)緊固而將管(32)固定在主體(31)上的蓋形螺母(35)。
在主體(31)的中間部外周上形成有朝外的凸緣(36)，在其前后兩端部的外周上分別形成有外螺紋部(37)(38)。在主體(31)的后端部?jī)?nèi)周上形成有內(nèi)徑比前側(cè)的部分大的大徑部(31a)，在其后端部?jī)?nèi)周上形成了越往前越細(xì)的錐面(31b)。
在蓋形螺母(35)的前端部側(cè)的內(nèi)周上形成有內(nèi)螺紋(35a)，該內(nèi)螺紋(35a)與主體(31)后端部的外螺紋部(38)螺紋配合。在蓋形螺母(35)的后端部形成有朝內(nèi)的凸緣(35b)。
在前環(huán)(33)的外周上形成有與主體(31)后端的錐面(31b)吻合的錐面(33a)，在其后端部?jī)?nèi)周上形成有越往前越細(xì)的錐狀的環(huán)形凹部(33b)。在后環(huán)(34)的前端形成有越往前越細(xì)的錐狀的環(huán)形凸部(34a)，該環(huán)形凸部(34a)嵌入前環(huán)(33)的凹部(33b)內(nèi)。
在上述管接頭(30)中，當(dāng)擰緊蓋形螺母(35)時(shí)，蓋形螺母(35)的朝內(nèi)的凸緣(35b)的前面與后環(huán)(34)的后面相接觸，使其前進(jìn)。于是，后環(huán)(34)的凸部(34a)嵌入前環(huán)(33)的凹部(33b)內(nèi)，使前環(huán)(33)與后環(huán)(34)一起前進(jìn)，前環(huán)(33)的前端部與主體(31)的錐面(31b)相接觸。當(dāng)進(jìn)一步擰緊蓋形螺母(35)時(shí)，前環(huán)(33)及后環(huán)(34)的各前端部向內(nèi)方變形，吃進(jìn)管(32)，管(32)被強(qiáng)力地緊固。
各部件(31)(33)(34)(35)的材質(zhì)如下前環(huán)(33)是由SUS316制成；主體(31)、后環(huán)(34)和蓋形螺母(35)是由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。并且，為了確保耐縫隙腐蝕性，從用重量百分比表示各合金成分復(fù)合添加的CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕式求出的CRI值設(shè)定在40≤CRI≤55的范圍內(nèi)。
即，主體(31)和蓋形螺母(35)的螺紋配合部、蓋形螺母(35)和后環(huán)(34)的接觸部分等是容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的部位，處在容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的使用狀態(tài)中的金屬制部分(31)(34)(35)用上述合金制成。
圖6表示本發(fā)明流體部件的第4實(shí)施形態(tài)。
該實(shí)施形態(tài)的流體部件(40)是管接頭，該管接頭包括第1及第2接頭部件(41)(42)、夾在兩接頭部件(41)(42)的對(duì)接端面之間的墊圈(43)、和將兩接頭部件(41)(42)結(jié)合的螺紋機(jī)構(gòu)。第1及第接頭部件(41)(42)具有相互連通的流體通路(41b)(42b)。在第1及第2接頭部件(41)(42)的對(duì)接端面上設(shè)有推壓墊圈用的環(huán)狀突起(41a)(42a)，在第2接頭部件(42)的端部附近設(shè)有凸緣部(42c)。螺紋機(jī)構(gòu)由外螺紋部(46)和蓋形螺母(44)構(gòu)成。外螺紋部(46)設(shè)在第1接頭部件(41)上。蓋形螺母(44)的頂壁內(nèi)面通過(guò)止推環(huán)(45)與法蘭部(42c)相接觸，該蓋形螺母(44)嵌合在第2接頭部件(42)上，并且與第1接頭部件(41)的外螺紋部(46)螺合。
該管接頭(40)中，把螺紋配合在第1接頭部件(41)上的蓋形螺母(44)擰緊時(shí)，墊圈(43)變形，可得到適當(dāng)?shù)拿芊饬Α?br> 各部件(41)(42)(43)(44)的材質(zhì)如下墊圈(43)是由SUS316制成。第1接頭部件(41)、第2接頭部件(42)和蓋形螺母(44)是由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)。并且，為了基本確保耐縫隙腐蝕性，從用重量百分比表示各合金成分復(fù)合添加的CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕式求出的CRI值設(shè)定在40≤CRI≤55的范圍內(nèi)。
即，第1接頭部件(41)和蓋形螺母(44)的螺紋配合部、蓋形螺母(44)頂壁貫通孔周面和第2接頭部件(42)的接觸部分等是容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的部位，處在容易產(chǎn)生縫隙腐蝕的使用狀態(tài)中的金屬制部件(41)(43)(44)用上述合金制成。
本發(fā)明中，對(duì)于制造·儲(chǔ)藏·運(yùn)輸藥品和食品時(shí)使用的流體部件中產(chǎn)生的縫隙腐蝕，嚴(yán)格地限定流體部件的化學(xué)成分和耐縫隙腐蝕指標(biāo)CRI值，可得到良好的耐久性。為了該目的，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，流體部件的材質(zhì)即不銹鋼中的主要合金成分Cr量、Ni量、Mo量、Cu量、N量、W量、V量在限定的范圍中限定為≥耐縫隙腐蝕指標(biāo)CRI的下限值時(shí)，在上述環(huán)境中可得到良好的耐久性。
下面說(shuō)明對(duì)構(gòu)成本發(fā)明流體部件的合金(不銹鋼)的構(gòu)成要件的進(jìn)行限定的理由。
〔C量0.001～0.01％〕C對(duì)于不銹鋼的耐腐蝕性是有害的，但是從強(qiáng)度方面考慮，必需要有一定程度的含有量。C量不足0.001％時(shí)，制造成本增高。如果超過(guò)0.01％，則耐腐蝕性大幅度惡化，所以設(shè)定為0.001％～0.01％。
〔Si量≤5％〕Si是能有效提高不銹鋼的耐氧化性的元素。超過(guò)5％時(shí)，熱加工性顯著惡化。因此，把Si量限定為≤5.0％。
〔Mn量≤2％〕Mn是奧氏體穩(wěn)定化元素，可以代替高價(jià)的Ni，但是，如果超過(guò)了2.0％，則對(duì)在鹽水中的耐腐蝕性沒(méi)有效果，因此，將對(duì)耐腐蝕性沒(méi)有影響的Nn量為上限值設(shè)定為≤2.0％。
〔P量≤0.03％〕從耐腐蝕性和熱加工性方面考慮，P量最好要少。如果超過(guò)了0.03％，則熱加工性極端地惡化。因此，把P量限定為≤0.03％。
〔S量≤100ppm〕S對(duì)耐腐蝕性和熱加工性有很大的影響，其量越低越好。因此，把S量限定在≤100ppm(0.01％)。
〔O量≤50ppm〕O與S同樣地，也是對(duì)熱加工性有很大影響的元素，其量越低越好。把O限定為通常的不銹鋼制鋼法中得到的≤50ppm。
〔Cr量18％～25％〕Cr是本發(fā)明的基本成分。以與Ni、Mo、Cu、N共存的形態(tài)添加。為了得到良好的耐腐蝕性，≥18％的添加量是必需的。雖然Cr量越多耐腐蝕性越強(qiáng)，但是如果超過(guò)了25％，則制造性稍微變差，而且價(jià)格也高。因此，把Cr量的范圍限定在18％～25％。
〔Ni量15％～25％〕Ni和Cr、Mo、Cu、N一起是本發(fā)明不銹鋼的基本成分。為了使不銹鋼厚板的制造容易，必須使金屬組織為奧氏體相，Ni的添加是必須的。為了將本發(fā)明的鋼形成為奧氏體相，最低限的Ni量是15％。另外，如果Ni量過(guò)多，則不僅價(jià)格增高而且制造也困難。經(jīng)濟(jì)上合理而且能保持奧氏體相的Ni量的上限是25％。
〔Mo量4.5％～7.0％〕Mo和Cr、Ni、Cu、N一起是本發(fā)明不銹鋼的基本成分。是在鹽水環(huán)境中能得到高耐腐蝕性的必需的元素。在4.5％～7.0％的范圍與Cr、N共存很有效。如果不足4.5％，則耐腐蝕性不夠，但是，如果超過(guò)了7.0％，耐腐蝕性的改善效果達(dá)到飽和，制造困難而且價(jià)格高。
〔Cu量0.5％～3.0％〕Cu以與Cr、Ni、Mo、N共存的形態(tài)，是在鹽水環(huán)境中能得到高耐腐蝕性的必需的元素。添加量為≥0.5％時(shí)，共存添加效果顯著，如果超過(guò)了3.0％，則耐腐蝕性飽和而且使熱加工性惡化。因此，把Cu量限定為0.5％～3.0％。
〔N量0.1％～0.3％〕N以與Cr、Ni、Mo、Cu共存的形態(tài)作為基本成分添加。N是強(qiáng)奧氏體形成元素，同時(shí)也是阻礙在不銹鋼上發(fā)生的縫隙腐蝕進(jìn)展的元素。為了得到穩(wěn)定的耐腐蝕性，至少為0.1％的N量是必需的。另外，如果添加量≥0.3％，則制鋼非常困難，而且使不銹鋼的熱加工性惡化。因此，把N量的范圍限定為0.1％～0.3％。
〔W量≤2％〕W以與Cr、Mo、N、V共存的形態(tài)添加時(shí)，不動(dòng)態(tài)皮膜更加穩(wěn)定，能提高在海水中的不銹鋼的耐縫隙腐蝕性。根據(jù)環(huán)境添加≤2％。其理由是，如果超過(guò)了2％，則顯著地使熱加工性惡化。
〔V量≤2％〕
V以與Cr、Mo、N、W共存的形態(tài)添加時(shí)，不動(dòng)態(tài)皮膜更加穩(wěn)定，能提高在海水中的不銹鋼的耐縫隙腐蝕性。根據(jù)環(huán)境添加≤2％。雖然V量越多耐縫隙腐蝕性越提高，但是如果超過(guò)了2％，則不銹鋼的熱加工性顯著惡化，鋼的制造困難，而且價(jià)格也高。因此把V量的上限限定為2％。
〔CRI值40～55〕用〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕計(jì)算的CRI值為≥40時(shí)，在不銹鋼上基本上不產(chǎn)生縫隙腐蝕。如果超過(guò)了55，則鋼制造成本增加，通用性變差，閥制造成本也增加。因此，從確保良好耐縫隙腐蝕性和低成本方面考慮，把CRI值的范圍限定為40～55。
上述第1至第4實(shí)施形態(tài)中，上述合金制的各金屬制部件(2)(3)(6)(22)(25)(26)(27)(31)(34)(35)(41)(43)(44)的接觸部分的表面被加工成Ra＝0.1左右的表面粗糙度。這樣，更加不容易產(chǎn)生縫隙腐蝕。
實(shí)施例下面，參照實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
表1是對(duì)本發(fā)明流體部件及比較品的化學(xué)成分、以及用常溫的自然海水持續(xù)流過(guò)約半年時(shí)間以后有無(wú)縫隙腐蝕損傷進(jìn)行評(píng)價(jià)、以及綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行比較的結(jié)果。
流體部件用的材料分別是用電氣爐-AOD法及電氣爐-VAC法溶制的。用通常的條件把這些溶鋼鑄造成連續(xù)的扁鋼坯。另外，在1150℃到1250℃的溫度下實(shí)施了0.5至1小時(shí)的均熱處理。表面修理后，制作圖2和圖3所示的閥，進(jìn)行固溶處理，分別供給試驗(yàn)用。表面粗糙度都是Ra＝0.1。
綜合的評(píng)價(jià)是根據(jù)自然海水中的暴露試驗(yàn)結(jié)果和CRI值如下述地進(jìn)行。
◎沒(méi)有縫隙腐蝕損傷、CRI值滿(mǎn)足40～55的閥。
×不滿(mǎn)足上述條件中的一方或雙方的閥。
在表1中，CRI值不足35的閥，全部產(chǎn)生了縫隙腐蝕，另外CRI值為42.93的第5號(hào)閥中，Ni、Mo和Cu的量少，只是Cr的量多，即使CRI的值大，也不能防止縫隙腐蝕。另外，在Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％的范圍、CRI的值為≥40的閥，均不發(fā)生縫隙腐蝕。
從表1的結(jié)果可知，本發(fā)明的流體部件具有極好的耐縫隙腐蝕性。
表1

如上所述，使用本發(fā)明的閥，可以大大減少藥品和食品引起的縫隙腐蝕損傷，不必修補(bǔ)·更換腐蝕損傷部，可確保閥的長(zhǎng)期耐久性。因此，本發(fā)明的價(jià)值極高。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的流體部件，具有良好的耐縫隙腐蝕性，可適用于配管系統(tǒng)中的接頭類(lèi)、流體控制裝置中的閥等。尤其適用于醫(yī)藥品和食品的制造裝置。
權(quán)利要求
1.流體部件，是配管和流體控制裝置中使用的閥、接頭等的流體部件，由多個(gè)構(gòu)成部件構(gòu)成，其特征在于，該多個(gè)構(gòu)成部件中的、具有與任一其它構(gòu)成部件接觸的接觸面并且該接觸面的端部露出到流體部件外面的規(guī)定金屬制部件由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分實(shí)質(zhì)上是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，并且為了基本確保耐縫隙腐蝕性，把用重量百分比表示合金各成分的復(fù)合添加的下式的CRI(Crevice CorrosionResistance Index耐縫隙腐蝕性指標(biāo))值為40≤CRI≤55。CRI＝〔Cr〕+4×〔Mo〕+30×〔N〕
2.如權(quán)利要求1所述的流體部件，其特征在于，還分別含有W≤2％、V≤2％中的一種或至少二種。
3如權(quán)利要求1或2所述的流體部件，其特征在于，流體部件是包括閥體、促動(dòng)器和螺紋部件的閥，閥體、促動(dòng)器和螺紋部件中的至少一個(gè)是上述的規(guī)定金屬制部件。
4.如權(quán)利要求1或2所述的流體部件，其特征在于，流體部件是隔膜閥，其中金屬制的隔膜被金屬制閥體和金屬制閥蓋挾持著，閥體和閥蓋兩方是上述規(guī)定的金屬制部件。
5.如權(quán)利要求1或2所述的流體部件，其特征在于，流體部件是將蓋形螺母擰緊在設(shè)在管狀接頭部件外周上的外螺紋部上而組裝成的管接頭，接頭部件和蓋形螺母中的至少一個(gè)是上述的規(guī)定金屬制部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流體部件，流體部件是配管和流體控制裝置中使用的閥、接頭等，構(gòu)成流體部件的預(yù)定金屬制部件，由合金制成，該合金包含有按照重量％，C0.001～0.01％、Si≤5％、Mn≤2％、P≤0.03％、S≤100ppm、O≤50ppm、Cr18～25％、Ni15～25％、Mo4.5～7.0％、Cu0.5～3.0％、N0.1～0.3％，其余部分是Fe和其它不可避免的雜質(zhì)，并且為了基本確保耐縫隙腐蝕性，從用重量百分比表示各合金成分復(fù)合添加的CRI=〔Cr〕＋4×〔Mo〕＋30×〔N〕式求出的CRI(耐縫隙腐蝕性指標(biāo))值設(shè)定在40≤CRI≤55的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)C22C38/00GK1665952SQ0381618
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月9日
發(fā)明者松橋亮, 末次和廣, 宮川英行, 北利夫, 曾我部恭太, 吉川和博, 森本明弘, 佐藤準(zhǔn)治, 大道邦彥, 赤本久敏, 木村佳樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社富士金