一種耐磨耐蝕的高精度閥門及其制造方法
【專利摘要】一種耐磨耐蝕的高精度閥門，包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件；高強度耐磨耐蝕閥體采用特殊元素配比的原料進行鑄造，3D打印高精度閥門內(nèi)件使用3D打印技術(shù)將各閥門內(nèi)件制造、組裝同時完成；最后將高強度耐磨耐蝕閥體與3D打印高精度閥門內(nèi)件進行組裝。本發(fā)明具有閥體耐磨耐蝕性能優(yōu)秀；閥門內(nèi)件生產(chǎn)效率高、精度高以及組裝方便、工作穩(wěn)定的特點。
【專利說明】一種耐磨耐蝕的高精度閥門及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于閥門制造方法領(lǐng)域，具體涉及一種使用特殊配比原料鑄造高強度耐磨耐蝕閥體，并使用使用3D打印技術(shù)精確快速制造復雜閥門內(nèi)件，并將兩者進行組裝的閥門制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在世界范圍內(nèi)，閥門在石油、化工、冶金等領(lǐng)域有著十分重要的作用，一旦閥門因為外界的摩擦與腐蝕發(fā)生穿透，或者因為閥門內(nèi)件的精度達不到標準而發(fā)生故障，不僅會給國家、企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，同時也會帶來較大的社會影響。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，針對提高閥體的耐磨耐蝕性能，主要有一下幾種方法:
(I)較為常用的采用高鎳高鉻的合金鋼作為閥體的材料，雖然在閥體強度上有所保證，并可以延緩閥體的腐蝕進程，但是無法從根本上解決這一問題，當閥門的時候時間較長時，閥體同樣會因為摩擦碰撞發(fā)生形變以及發(fā)生銹蝕，并且高鎳高鉻合金鋼的制作成本很高，在一定程度上制約了高鎳高鉻合金鋼的推廣。
[0004](2)研發(fā)新材料，針對摩擦腐蝕的機理，設(shè)法尋找耐磨與耐腐蝕的金屬元素與非金屬元素，并相組合使用，這一方面不僅研究難度較大，而且一旦使用新材料卻達不到滿意效果，導致費時費力。
[0005](3)對閥體以及閥門內(nèi)件表面進行涂層，采用特定方法將耐磨耐腐蝕的材料涂覆與閥體與閥門內(nèi)件的表面，形成一層或幾層耐磨耐腐蝕層，雖然可以對耐磨耐腐蝕層進行修復與補充，維持耐磨耐腐蝕效果，但是對噴涂效果較高，如果噴涂工藝選擇不合適，得到的涂層組織比較疏松，既不能保持有效的耐磨效果，同時高壓的腐蝕氣體也很容易透過涂層侵入閥體，對閥體進行腐蝕；對閥門內(nèi)件進行噴涂時，必須事先考慮到閥門內(nèi)件之間的配合以及涂層的厚度，來相應改變閥門內(nèi)件的尺寸，一旦涂層厚度發(fā)生較大變化，閥門內(nèi)件就會發(fā)生配合故障；并且涂層與閥體基體以及閥門內(nèi)件基體之間存在一定的結(jié)合力問題，涂層與基體的結(jié)合力不僅與各自的材質(zhì)有著很大的關(guān)系，而且與所選擇的的噴涂工藝也有較大的聯(lián)系，如果涂層與基體不能做到有效結(jié)合的話，在摩擦碰撞與高壓腐蝕氣體的沖擊與影響下，很容易將涂層破壞。
[0006]一旦解決了閥門的耐磨耐蝕性能，則對國家、對企業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟效益以及社會效益是不可估量的，因此如何解決閥門的耐磨耐蝕性能是本領(lǐng)域技術(shù)人員所需研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種制造耐磨耐蝕的高精度閥門的方法，使用特殊配比原料鑄造高強度耐磨耐蝕閥體，并使用使用3D打印技術(shù)精確快速制造復雜閥門內(nèi)件，并將兩者進行組裝。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種耐磨耐蝕的高精度閥門，包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件；高強度耐磨耐蝕閥體按照質(zhì)量百分比由以下成分組成:c:0.3-0.55%, Si:1.8-2.5%, Mn:1-1.5%, Nb:0.15-0.25%, N1:0.15-0.25%, Al:0.2-0.35%, Zn:0.1-0.2%, Cr:1.5-2.5%,B:0.005-0.008%, V:0.07-0.15%, Ta:0.2-0.3%, Sn:0.015-0.025%, S:0.015-0.025%, P:
0.01-0.02%，其余為 Fe。
[0009]在閥體原料成分設(shè)計中，C可以提高沖擊韌性，但含碳量過高也容易造成缺陷，故C的質(zhì)量百分比選擇在0.3-0.55%。Mn可以提高珠光體含量，進而提高抗拉強度，但當含量過高時容易產(chǎn)生偏析，顯著提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度，降低合金的塑性以及韌性，因此將Mn的質(zhì)量百分比控制在1-1.5%。Si在貝氏體轉(zhuǎn)變過程中具有強烈抑制碳化物析出的特點，并穩(wěn)定和細化奧氏體，增加C、Mn的偏聚，提高合金的淬透性，可充分提高閥體的淬透性以及抗沖擊韌性。Ni和B均為強增加淬透性元素，可充分提高閥體淬透性以及抗沖擊韌性。少量的Nb可使合金的晶粒細化，降低合金的過熱敏感性以及回火脆性，提高強度和抗蝕性。微量B可極大提高高合金的淬透性，每I份質(zhì)量的B相當于300份質(zhì)量的Mo。微量的V可以賦予合金一些特殊機能，如提高抗張強度和屈服點。元素Ta不僅質(zhì)地十分堅硬、富有延展性、易于加工，并且具有出色的化學性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性能。因此上述成分可用以低溫環(huán)境下設(shè)備用緊固件的制造，并且由于本發(fā)明采用電腦進行全程監(jiān)控，因此本發(fā)明除了對配方進行相應的改進，還對每個配方的配比進行了精確取值，并經(jīng)多次試驗確定其最佳配比，因此以上配比所得到的閥體的性能最佳。
[0010]進一步地，高強度耐磨耐蝕閥體的制造方法為:
(1)原料配比:準備用于制造閥體的原料，通過光譜分析儀得到原料中的元素種類，并通過密度檢測儀獲取各元素的密度，進而得到各元素的質(zhì)量百分比；根據(jù)所得的各元素的質(zhì)量百分比添加輔料，保證用于制造閥體的原料中各元素的質(zhì)量百分比達到所需標準；
(2)原料熔煉:將用于制造閥體的原料放入熔煉設(shè)備中熔煉為鋼水，將溫度控制在1450-1520°C，并保持 Ih ；
(3)初煉:使用造渣劑進行造渣，并通過爐底噴嘴將底吹氣體吹入熔煉設(shè)備中；攪拌鋼
水；
(4)精煉:將完成初煉的鋼水轉(zhuǎn)移至真空或者充滿惰性氣體的容器中進行脫氧、脫氣以及脫硫，去除鋼水中含有的夾雜物，并通過光譜分析儀以及密度檢測儀獲得夾雜物所占的百分比；
(5)反復精煉:重復步驟(4)，直到鋼水中含有的夾雜物所占的百分比已無明顯降低或者已經(jīng)達到最低；
(6)閥體澆注:將鋼水升溫至1550-1650°C，出爐鎮(zhèn)靜；鎮(zhèn)靜2_3min后，將鋼水澆注于模具中，形成閥體部件；
(7)熱處理:將澆注成形的閥體部件放入電爐中，按照不高于72°C/h的速度升溫至850-9500C，保溫4-5h，爐冷至室溫；再按照不高于88°C /h升溫至720_78(TC，保溫3.5_4h后出爐，在55-70°C的水中淬火至270-350°C ;返回電爐中升溫至350_400°C，進行低溫回火處理，保溫5h后，出爐空冷；
(8)退火處理:將閥體部件加熱到880-920°C，保溫4-5h，再以50_60°C/h的速度冷卻到620-660°C，出爐空冷；
(9)閥體內(nèi)表面處理:對退火空冷之后的閥體內(nèi)表面進行脫脂晾干、清洗浙水、使用潤滑液浸泡，形成潤滑干膜；
(10)烘干備用:將處理好的閥體部件放入60-70°C的容器內(nèi)進行烘干，并保溫1-1.5h。
[0011]按照以上步驟并搭配本發(fā)明提供的閥體原料配比，可使鑄造得到的閥體在其耐磨性能得到保證的同時，也使其具有優(yōu)秀的耐腐蝕性能。
[0012]進一步地，3D打印高精度閥門內(nèi)件的制造方法為:
(1)在計算機中建立閥門內(nèi)件的3D模型，并按層分解形成由上至下一系列帶有序號的正平面圖，生成每個正平面圖的同時生成一個與之相對應的反平面圖；
(2)向打印機中充入熱熔粉末，啟動打印機進行預熱；
(3)由計算機生成的正、反平面圖經(jīng)信號轉(zhuǎn)換裝置分別轉(zhuǎn)換成載有正、反圖形映像信息的光束；
(4)3D打印機中的部分感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有正圖形映像信息的光束掃描，形成正圖形映像的靜電潛像；
(5)正圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的正圖形；
(6)3D打印機中剩余感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有反圖形映像信息的光束掃描，形成反圖形映像的靜電潛像；
(7)反圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的反圖形；
(8)重復步驟(4)-(7)進行逐層打印，知道整個閥門內(nèi)件的3D立體圖打印完成；
(9)對模型工作臺進行加熱，知道模型工作臺中的熱熔粉末凝固為一個整體；
(10)對凝固成一體的閥門內(nèi)件進行打磨,并使用霧化清理劑對閥門內(nèi)件拋光處理；
(11)將潤滑液均勻噴涂在閥門內(nèi)件上，并晾干備用。
[0013]為了保證閥門能夠穩(wěn)定得工作，高精度的閥門內(nèi)件是不可缺少的；本發(fā)明采用3D打印技術(shù)對閥門內(nèi)件進行制造，不僅能夠?qū)﹂y體內(nèi)部的各閥門內(nèi)件進行同時打印制造，免去了閥門內(nèi)件的裝配過程，還能夠精確控制各閥門內(nèi)件的尺寸，提高其精度，保證各閥門內(nèi)件的穩(wěn)定工作。
[0014]進一步地，高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件制造完成之后還需進行組裝，組裝的具體方法為:
(1)按照先里后外、自下而上將高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件進行裝配；
(2)對裝配好的閥門進行壓力以及氣密性試驗；
(3)若閥門符合壓力以及氣密性要求則進行油漆、包裝；若不符合壓力以及氣密性要求，則進行返工。
[0015]進一步地，步驟(3)中的造渣劑為低碳埋弧造渣劑或轉(zhuǎn)爐低碳造渣劑；底吹氣體為 Ar, N2, CO2 或者 CH4。
[0016]采用低碳埋弧造渣劑或者轉(zhuǎn)爐低碳造渣劑進行造渣能夠生成足夠流動性和堿度的熔渣，以便把S與P降低到設(shè)計值的上限以下，并且可以使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。通過置于爐底的噴嘴將Ar、N2、C02或者CH4等氣體根據(jù)需要吹入爐內(nèi)熔池，可以時合金加速熔化，縮短冶煉時間，降低能耗，提高金屬和合金的收得率，改善合金質(zhì)量，降低成本，提聞生廣率。
[0017]進一步地，步驟(2)中的熱熔粉末還混合有熱塑性彈性體；所述熱塑性彈性體由熱塑性塑料、二氧化硅以及沉淀硅酸鹽混合而成。
[0018]進一步地，步驟(10)中拋光處理的具體步驟為:
(1)對閥門內(nèi)件進行粗打磨加工，之后放置于霧化清理載物臺上；
(2)將霧化清理載物臺升溫至105-115°C，并保溫5-10min；
(3 )將霧化清理劑放入霧化清理載物臺的放料管中，將霧化清理載物臺的溫度按2-50C /min的速度降溫至85_95°C ;隨后保溫15_20min ；
(4 )停止加熱霧化清理載物臺，將閥門內(nèi)件取出空冷。
[0019]進一步地，潤滑液為使用濃度為20%_25%的蠟質(zhì)液。
[0020]經(jīng)過反復測試，采用20%_25%濃度的蠟質(zhì)液可以有效改善閥體內(nèi)部表面以及閥門內(nèi)件表面的光滑度。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有的閥門制造方法相比，使用特殊配比對閥體進行鑄造，采用3D打印技術(shù)制造閥門內(nèi)件，并且在閥體內(nèi)表面以及閥門內(nèi)件表面都涂有特制潤滑液；因此本發(fā)明的有益效果為:(1)閥體具有優(yōu)秀的耐磨耐蝕性能；(2)閥門內(nèi)件生產(chǎn)效率高、精度高；(3)組裝方便、工作穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明提供一種制造耐磨耐蝕的高精度閥門的方法，使用特殊配比原料鑄造高強度耐磨耐蝕閥體，并使用使用3D打印技術(shù)精確快速制造復雜閥門內(nèi)件，并將兩者進行組裝。
[0023]以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細說明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0024]實施例1
一種耐磨耐蝕的高精度閥門，包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件。
[0025]高強度耐磨耐蝕閥體的制造方法為:
(I)原料配比:準備用于制造閥體的原料，高強度耐磨耐蝕閥體按照質(zhì)量百分比由以下成分組成:c:0.55%, Si:1.8%, Mn: 1%, Nb:0.15%, N1:0.15%, Al:0.2%, Zn:0.1%，Cr:1.5%,B:0.005%, V:0.07%, Ta:0.2%, Sn:0.015%, S:0.025%, P:0.02%，其余為 Fe ;通過光譜分析儀得到原料中的元素種類，并通過密度檢測儀獲取各元素的密度，進而得到各元素的質(zhì)量百分比；根據(jù)所得的各元素的質(zhì)量百分比添加輔料，保證用于制造閥體的原料中各元素的質(zhì)量百分比達到所需標準。
[0026](2)原料熔煉:將用于制造閥體的原料放入熔煉設(shè)備中熔煉為鋼水，將溫度控制在1450°C，并保持 Ih。
[0027](3)初煉:使用低碳埋弧造渣劑進行造渣，并通過爐底噴嘴將Ar4吹入熔煉設(shè)備中；攪拌鋼水。
[0028](4)精煉:將完成初煉的鋼水轉(zhuǎn)移至真空容器中進行脫氧、脫氣以及脫硫，去除鋼水中含有的夾雜物，并通過光譜分析儀以及密度檢測儀獲得夾雜物所占的百分比。
[0029](5)反復精煉:重復步驟(4)，直到鋼水中含有的夾雜物所占的百分比已無明顯降低或者已經(jīng)達到最低。
[0030](6)閥體澆注:將鋼水升溫至1550°C，出爐鎮(zhèn)靜；鎮(zhèn)靜2min后，將鋼水澆注于模具中，形成閥體部件。
[0031](7)熱處理:將澆注成形的閥體部件放入電爐中，按照62°C /h的速度升溫至8500C，保溫4h，爐冷至室溫；再按照75°C /h升溫至720°C，保溫3.5h后出爐，在55°C的水中淬火至270°C ;返回電爐中升溫至350°C，進行低溫回火處理，保溫5h后，出爐空冷。
[0032](8)退火處理:將閥體部件加熱到880°C，保溫4h，再以50°C /h的速度冷卻到620 °C，出爐空冷。
[0033](9)閥體內(nèi)表面處理:對退火空冷之后的閥體內(nèi)表面進行脫脂晾干、清洗浙水、使用濃度為20%的蠟質(zhì)液浸泡,形成潤滑干膜。
[0034](10)烘干備用:將處理好的閥體部件放入60°C的容器內(nèi)進行烘干，并保溫lh。
[0035]3D打印高精度閥門內(nèi)件的制造方法為:
(I)在計算機中建立閥門內(nèi)件的3D模型，并按層分解形成由上至下一系列帶有序號的正平面圖，生成每個正平面圖的同時生成一個與之相對應的反平面圖。
[0036](2)向打印機中充入熱熔粉末，熱熔粉末混合有熱塑性彈性體；熱塑性彈性體由熱塑性塑料、二氧化硅以及沉淀硅酸鹽混合而成；啟動打印機進行預熱。
[0037](3)由計算機生成的正、反平面圖經(jīng)信號轉(zhuǎn)換裝置分別轉(zhuǎn)換成載有正、反圖形映像信息的光束。
[0038](4)3D打印機中的部分感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有正圖形映像信息的光束掃描，形成正圖形映像的靜電潛像。
[0039](5)正圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的正圖形。
[0040](6)3D打印機中剩余感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有反圖形映像信息的光束掃描，形成反圖形映像的靜電潛像。
[0041](7)反圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的反圖形。
[0042](8 )重復步驟(4 ) - (7 )進行逐層打印，知道整個閥門內(nèi)件的3D立體圖打印完成。
[0043](9)對模型工作臺進行加熱，知道模型工作臺中的熱熔粉末凝固為一個整體。
[0044]( 10)對凝固成一體的閥門內(nèi)件進行打磨，并使用霧化清理劑對閥門內(nèi)件拋光處理；首先對閥門內(nèi)件進行粗打磨加工，之后放置于霧化清理載物臺上；將霧化清理載物臺升溫至105°C，并保溫5min ;之后將霧化清理劑放入霧化清理載物臺的放料管中，將霧化清理載物臺的溫度按2V Mn的速度降溫至85°C ;隨后保溫15min ;停止加熱霧化清理載物臺，將閥門內(nèi)件取出空冷。
[0045](11)將濃度為20%的蠟質(zhì)液均勻噴涂在閥門內(nèi)件上，并晾干備用。
[0046]高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件制造完成之后還需進行組裝，組裝的具體方法為:
(I)按照先里后外、自下而上將高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件進行裝配。
[0047](2)對裝配好的閥門進行壓力以及氣密性試驗。[0048](3)若閥門符合壓力以及氣密性要求則進行油漆、包裝；若不符合壓力以及氣密性要求，則進行返工。
[0049]通過以上步驟制造的合格閥門，其閥體的耐磨性能提升22%，耐腐蝕性能提升17%，其閥門內(nèi)件穩(wěn)定工作時間提高33%。
[0050]實施例2
一種耐磨耐蝕的高精度閥門，包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件。
[0051]高強度耐磨耐蝕閥體的制造方法為:
(I)原料配比:準備用于制造閥體的原料，高強度耐磨耐蝕閥體按照質(zhì)量百分比由以下成分組成:c:0.45%, Si:2.1%, Mn:1.2%, Nb:0.18%, N1:0.2%, Al:0.3%, Zn:0.15%, Cr:2.1%，B:0.007%, V:0.1%，Ta:0.25%, Sn:0.02%, S:0.02%, P:0.015%，其余為 Fe ;通過光譜分析儀得到原料中的元素種類，并通過密度檢測儀獲取各元素的密度，進而得到各元素的質(zhì)量百分比；根據(jù)所得的各元素的質(zhì)量百分比添加輔料，保證用于制造閥體的原料中各元素的質(zhì)量百分比達到所需標準。
[0052](2)原料熔煉:將用于制造閥體的原料放入熔煉設(shè)備中熔煉為鋼水，將溫度控制在1485 °C，并保持 Ih。
[0053](3)初煉:使用低碳埋弧造渣劑或轉(zhuǎn)爐低碳造渣劑進行造渣，并通過爐底噴嘴將N2吹入熔煉設(shè)備中；攪拌鋼水。
[0054](4)精煉:將完成初煉的鋼水轉(zhuǎn)移至真空容器中進行脫氧、脫氣以及脫硫，去除鋼水中含有的夾雜物，并通過光譜分析儀以及密度檢測儀獲得夾雜物所占的百分比。
[0055](5)反復精煉:重復步驟(4)，直到鋼水中含有的夾雜物所占的百分比已無明顯降低或者已經(jīng)達到最低。
[0056](6)閥體澆注:將鋼水升溫至1600°C，出爐鎮(zhèn)靜；鎮(zhèn)靜2.5min后，將鋼水澆注于模具中，形成閥體部件。
[0057](7)熱處理:將澆注成形的閥體部件放入電爐中，按照67 V /h的速度升溫至9000C，保溫4.5h，爐冷至室溫；再按照83°C /h升溫至750°C，保溫3.7h后出爐，在64°C的水中淬火至300°C ;返回電爐中升溫至380°C，進行低溫回火處理，保溫5h后，出爐空冷。
[0058](8)退火處理:將閥體部件加熱到900°C，保溫4.5h，再以55°C /h的速度冷卻到640 °C，出爐空冷。
[0059](9)閥體內(nèi)表面處理:對退火空冷之后的閥體內(nèi)表面進行脫脂晾干、清洗浙水、使用濃度為23%的蠟質(zhì)液浸泡,形成潤滑干膜。
[0060](10)烘干備用:將處理好的閥體部件放入65°C的容器內(nèi)進行烘干，并保溫1.2h。
[0061]3D打印高精度閥門內(nèi)件的制造方法為:
(I)在計算機中建立閥門內(nèi)件的3D模型，并按層分解形成由上至下一系列帶有序號的正平面圖，生成每個正平面圖的同時生成一個與之相對應的反平面圖。
[0062](2)向打印機中充入熱熔粉末，熱熔粉末混合有熱塑性彈性體；熱塑性彈性體由熱塑性塑料、二氧化硅以及沉淀硅酸鹽混合而成；啟動打印機進行預熱。
[0063](3)由計算機生成的正、反平面圖經(jīng)信號轉(zhuǎn)換裝置分別轉(zhuǎn)換成載有正、反圖形映像信息的光束。
[0064](4)3D打印機中的部分感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有正圖形映像信息的光束掃描，形成正圖形映像的靜電潛像。
[0065](5)正圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的正圖形。
[0066](6)3D打印機中剩余感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有反圖形映像信息的光束掃描，形成反圖形映像的靜電潛像。
[0067](7)反圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的反圖形。
[0068](8 )重復步驟(4 ) - (7 )進行逐層打印，知道整個閥門內(nèi)件的3D立體圖打印完成。
[0069](9)對模型工作臺進行加熱，知道模型工作臺中的熱熔粉末凝固為一個整體。
[0070]( 10)對凝固成一體的閥門內(nèi)件進行打磨，并使用霧化清理劑對閥門內(nèi)件拋光處理；首先對閥門內(nèi)件進行粗打磨加工，之后放置于霧化清理載物臺上；將霧化清理載物臺升溫至110°C，并保溫Smin ;之后將霧化清理劑放入霧化清理載物臺的放料管中，將霧化清理載物臺的溫度按4°C /min的速度降溫至90°C ;隨后保溫17min ;停止加熱霧化清理載物臺，將閥門內(nèi)件取出空冷。
[0071](11)將濃度為23%的蠟質(zhì)液均勻噴涂在閥門內(nèi)件上，并晾干備用。
[0072]高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件制造完成之后還需進行組裝，組裝的具體方法為:
(I)按照先里后外、自下而上將高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件進行裝配。
[0073](2)對裝配好的閥門進行壓力以及氣密性試驗。
[0074](3)若閥門符合壓力以及氣密性要求則進行油漆、包裝；若不符合壓力以及氣密性要求，則進行返工。
[0075]通過以上步驟制造的合格閥門，其閥體的耐磨性能提升25%，耐腐蝕性能提升20%，其閥門內(nèi)件穩(wěn)定工作時間提高38%。
[0076]實施例3
一種耐磨耐蝕的高精度閥門，包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件。
[0077]高強度耐磨耐蝕閥體的制造方法為:
(I)原料配比:準備用于制造閥體的原料，高強度耐磨耐蝕閥體按照質(zhì)量百分比由以下成分組成:c:0.3%, Si:2.5%, Mn:1.5%, Nb:0.25%, N1:0.25%, Al:0.35%, Zn:0.2%, Cr:2.5%,B:0.008%, V:0.15%, Ta:0.3%, Sn:0.025%, S:0.015%, P:0.01%,其余為 Fe ;通過光譜分析儀得到原料中的元素種類，并通過密度檢測儀獲取各元素的密度，進而得到各元素的質(zhì)量百分比；根據(jù)所得的各元素的質(zhì)量百分比添加輔料，保證用于制造閥體的原料中各元素的質(zhì)量百分比達到所需標準。
[0078](2)原料熔煉:將用于制造閥體的原料放入熔煉設(shè)備中熔煉為鋼水，將溫度控制在1520°C，并保持 Ih。
[0079](3)初煉:使用低碳埋弧造渣劑或轉(zhuǎn)爐低碳造渣劑進行造渣，并通過爐底噴嘴將CO2吹入熔煉設(shè)備中；攪拌鋼水。
[0080](4)精煉:將完成初煉的鋼水轉(zhuǎn)移至真空或者充滿惰性氣體的容器中進行脫氧、脫氣以及脫硫，去除鋼水中含有的夾雜物，并通過光譜分析儀以及密度檢測儀獲得夾雜物所占的百分比。
[0081](5)反復精煉:重復步驟(4)，直到鋼水中含有的夾雜物所占的百分比已無明顯降低或者已經(jīng)達到最低。
[0082](6)閥體澆注:將鋼水升溫至1650°C，出爐鎮(zhèn)靜；鎮(zhèn)靜3min后，將鋼水澆注于模具中，形成閥體部件。
[0083](7)熱處理:將澆注成形的閥體部件放入電爐中，按照72°C /h的速度升溫至9500C，保溫5h，爐冷至室溫；再按照88°C /h升溫至780°C，保溫4h后出爐，在70°C的水中淬火至350°C ;返回電爐中升溫至400°C，進行低溫回火處理，保溫5h后，出爐空冷。
[0084](8)退火處理:將閥體部件加熱到920°C，保溫5h，再以60°C /h的速度冷卻到660 °C，出爐空冷。
[0085](9)閥體內(nèi)表面處理:對退火空冷之后的閥體內(nèi)表面進行脫脂晾干、清洗浙水、使用濃度為25%的蠟質(zhì)液浸泡,形成潤滑干膜。
[0086](10)烘干備用:將處理好的閥體部件放入70°C的容器內(nèi)進行烘干，并保溫1.5h。
[0087]3D打印高精度閥門內(nèi)件的制造方法為:
(I)在計算機中建立閥門內(nèi)件的3D模型，并按層分解形成由上至下一系列帶有序號的正平面圖，生成每個正平面圖的同時生成一個與之相對應的反平面圖。
[0088](2)向打印機中充入熱熔粉末，熱熔粉末混合有熱塑性彈性體；熱塑性彈性體由熱塑性塑料、二氧化硅以及沉淀硅酸鹽混合而成；啟動打印機進行預熱。
[0089](3)由計算機生成的正、反平面圖經(jīng)信號轉(zhuǎn)換裝置分別轉(zhuǎn)換成載有正、反圖形映像信息的光束。
[0090](4)3D打印機中的部分感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有正圖形映像信息的光束掃描，形成正圖形映像的靜電潛像。
[0091](5)正圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的正圖形。
[0092](6)3D打印機中剩余感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有反圖形映像信息的光束掃描，形成反圖形映像的靜電潛像。
[0093](7)反圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的反圖形。
[0094](8 )重復步驟(4 ) - (7 )進行逐層打印，知道整個閥門內(nèi)件的3D立體圖打印完成。
[0095](9)對模型工作臺進行加熱，知道模型工作臺中的熱熔粉末凝固為一個整體。
[0096]( 10)對凝固成一體的閥門內(nèi)件進行打磨，并使用霧化清理劑對閥門內(nèi)件拋光處理；首先對閥門內(nèi)件進行粗打磨加工，之后放置于霧化清理載物臺上；將霧化清理載物臺升溫至115°C，并保溫IOmin ;之后將霧化清理劑放入霧化清理載物臺的放料管中，將霧化清理載物臺的溫度按5°C /min的速度降溫至95°C ;隨后保溫20min ;停止加熱霧化清理載物臺，將閥門內(nèi)件取出空冷。
[0097](11)將濃度為25%的蠟質(zhì)液均勻噴涂在閥門內(nèi)件上，并晾干備用。
[0098]高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件制造完成之后還需進行組裝，組裝的具體方法為:
(I)按照先里后外、自下而上將高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件進行裝配。
[0099](2)對裝配好的閥門進行壓力以及氣密性試驗。
[0100](3)若閥門符合壓力以及氣密性要求則進行油漆、包裝；若不符合壓力以及氣密性要求，則進行返工。
[0101]通過以上步驟制造的合格閥門，其閥體的耐磨性能提升30%，耐腐蝕性能提升23%，其閥門內(nèi)件穩(wěn)定工作時間提高45%。
[0102]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，那些對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:包括高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件；所述高強度耐磨耐蝕閥體按照質(zhì)量百分比由以下成分組成:c:0.3-0.55%,Si:1.8-2.5%, Mn:1-1.5%, Nb:0.15-0.25%, N1:0.15-0.25%, Al:0.2-0.35%, Zn:0.1-0.2%,Cr:1.5-2.5%, B:0.005-0.008%, V:0.07-0.15%, Ta:0.2-0.3%, Sn:0.015-0.025%, S:0.015-0.025%, P:0.01-0.02%，其余為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述高強度耐磨耐蝕閥體的制造方法為: (O原料配比:準備用于制造閥體的原料，通過光譜分析儀得到原料中的元素種類，并通過密度檢測儀獲取各元素的密度，進而得到各元素的質(zhì)量百分比；根據(jù)所得的各元素的質(zhì)量百分比添加輔料，保證用于制造閥體的原料中各元素的質(zhì)量百分比達到所需標準； (2)原料熔煉:將用于制造閥體的原料放入熔煉設(shè)備中熔煉為鋼水，將溫度控制在1450-1520°C，并保持 Ih ； (3)初煉:使用造渣劑進行造渣，并通過爐底噴嘴將底吹氣體吹入熔煉設(shè)備中；攪拌鋼水； (4)精煉:將完成初煉的鋼水轉(zhuǎn)移至真空或者充滿惰性氣體的容器中進行脫氧、脫氣以及脫硫，去除鋼水中含有的夾雜物，并通過光譜分析儀以及密度檢測儀獲得夾雜物所占的百分比； (5)反復精煉:重復步 驟(4)，直到鋼水中含有的夾雜物所占的百分比已無明顯降低或者已經(jīng)達到最低； (6)閥體澆注:將鋼水升溫至1550-1650°C，出爐鎮(zhèn)靜；鎮(zhèn)靜2_3min后，將鋼水澆注于模具中，形成閥體部件； (7)熱處理:將澆注成形的閥體部件放入電爐中，按照不高于72°C/h的速度升溫至850-9500C，保溫4-5h，爐冷至室溫；再按照不高于88°C /h升溫至720_78(TC，保溫3.5_4h后出爐，在55-70°C的水中淬火至270-350°C ;返回電爐中升溫至350_400°C，進行低溫回火處理，保溫5h后，出爐空冷； (8)退火處理:將閥體部件加熱到880-920°C，保溫4-5h，再以50_60°C/h的速度冷卻到620-660°C，出爐空冷； (9)閥體內(nèi)表面處理:對退火空冷之后的閥體內(nèi)表面進行脫脂晾干、清洗浙水、使用潤滑液浸泡，形成潤滑干膜； (10)烘干備用:將處理好的閥體部件放入60-70°C的容器內(nèi)進行烘干，并保溫1-1.5h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述3D打印高精度閥門內(nèi)件的制造方法為: (1)在計算機中建立閥門內(nèi)件的3D模型，并按層分解形成由上至下一系列帶有序號的正平面圖，生成每個正平面圖的同時生成一個與之相對應的反平面圖； (2)向打印機中充入熱熔粉末，啟動打印機進行預熱； (3)由計算機生成的正、反平面圖經(jīng)信號轉(zhuǎn)換裝置分別轉(zhuǎn)換成載有正、反圖形映像信息的光束； (4)3D打印機中的部分感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有正圖形映像信息的光束掃描，形成正圖形映像的靜電潛像；(5)正圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的正圖形； (6)3D打印機中剩余感光鼓充電獲得電位，經(jīng)載有反圖形映像信息的光束掃描，形成反圖形映像的靜電潛像； (7)反圖形映像的靜電潛像經(jīng)過磁刷吸附一層熱熔粉末，加載電壓使熱熔粉末落入模型工作臺中，在模型工作臺中形成由熱熔粉末鋪成的反圖形； (8)重復步驟(4)-(7)進行逐層打印，知道整個閥門內(nèi)件的3D立體圖打印完成； (9)對模型工作臺進行加熱，知道模型工作臺中的熱熔粉末凝固為一個整體； (10)對凝固成一體的閥門內(nèi)件進行打磨,并使用霧化清理劑對閥門內(nèi)件拋光處理； (11)將潤滑液均勻噴涂在閥門內(nèi)件上，并晾干備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件制造完成之后還需進行組裝，組裝的具體方法為: (1)按照先里后外、自下而上將高強度耐磨耐蝕閥體以及3D打印高精度閥門內(nèi)件進行裝配； (2)對裝配好的閥門進行壓力以及氣密性試驗； (3)若閥門符合壓力以及氣密性要求則進行油漆、包裝；若不符合壓力以及氣密性要求，則進行返工。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述步驟(3)中的造渣劑為低碳埋弧造渣劑或轉(zhuǎn)爐低碳造渣劑；底吹氣體為Ar、N2, CO2或者CH4。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述步驟(2)中的熱熔粉末還混合有熱塑性彈性體；所述熱塑性彈性體由熱塑性塑料、二氧化硅以及沉淀硅酸鹽混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述步驟(10)中拋光處理的具體步驟為: (1)對閥門內(nèi)件進行粗打磨加工，之后放置于霧化清理載物臺上； (2)將霧化清理載物臺升溫至105-115°C，并保溫5-10min； (3 )將霧化清理劑放入霧化清理載物臺的放料管中，將霧化清理載物臺的溫度按2-5 0C /min的速度降溫至85-95 °C ;隨后保溫15_20min ； (4 )停止加熱霧化清理載物臺，將閥門內(nèi)件取出空冷。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種耐磨耐蝕的高精度閥門，其特征在于:所述潤滑液為使用濃度為20%-25%的蠟質(zhì)液。
【文檔編號】C22C38/54GK104006198SQ201410210979
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】孔祥偉 申請人:安徽金大儀器有限公司