發酵用截止閥閥芯的製造方法
2023-08-12 10:58:46 1
發酵用截止閥閥芯的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種發酵用截止閥閥芯的製造方法，選用鉻鉬低合金鋼為坯料，鉻鉬低合金鋼的質量百分比成分為：碳：0.3%-0.31%、矽：0.18%-0.36%、錳：0.50%-0.70%、鉻：0.90%-1.10%、鉬：0.20%-0.30%、磷：0-0.02%、硫：0-0.025%、氫：0-1.8ppm、鎳：0-0.40%、釩：0-0.03%、銅：0-0.30%、0-0.9%殘餘元素，其餘為Fe，並且通過「溼法」在閥芯上塗覆聚四氟乙烯；本發明所設計的發酵用截止閥閥芯的製造方法製造出的發酵用截止閥閥芯韌性良好，並且具有優良的抗腐蝕性與抗菌性。
【專利說明】發酵用截止閥閥芯的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物工程設備領域，特別是一種發酵用截止閥閥芯的製造方法。
【背景技術】
[0002]醫藥工業的發酵過程技術性強，對設備的要求較高，然而，「染菌」，即在微生物純種培養過程中，除目的菌以外還有其他微生物存在的現象時有發生，由此為企業造成較大的經濟損失。生產實踐表明，在造成發酵染菌的原因中，除了人為操作因素，設備造成的發酵染菌佔了很大比例。在發酵閥門也能造成發酵失敗，因此，企業首先應樹立「預防為主」的觀念，從設備入手杜絕可能引起發酵染菌的各種隱患。
[0003]閥芯是閥門的主要設備，閥芯的密封性能如何，是否會出現洩漏等情況對於發酵的成功與否十分重要，目前，機械密封在發酵閥門上得到廣泛應用，其取代了以前攪拌軸的填料密封形式，但是如果選用閥芯的機械密封系統不合適，仍然會發生軸封洩露，造成染菌。
[0004]在發酵過程中閥門開啟頻繁，經常受介質腐蝕、衝刷和氣蝕的損害，尤其是閥座與閥芯互相接觸進行關閉的部分的密封性和抗腐蝕抗菌性十分重要，閥門副結構的密封分為軟密封和硬密封兩種，硬密封的密封副結構是靠閥座與閥芯互相擠壓發生微小彈塑性變形而形成一條閉合的圓形密封接觸線，雖然這類閥門在應用初期密封效果良好，但是發酵閥門開啟比較頻繁，容易磨損先前形成的接觸線，或者由於管道不清潔而使密封面產生壓痕而損壞，使發酵失敗。
[0005]聚四氟乙烯(F4，PTFE)具有一系列優良的使用性能:耐高溫一長期使用溫度200^260度，耐低溫-在負100度時仍柔軟；耐腐蝕-能耐王水和一切有機溶劑；耐氣候一塑料中最佳的老化壽命；高潤滑-具有塑料中最小的摩擦係數(0.04);不粘性-具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質；無毒害-具有生理惰性；優異的電氣性能，是理想的C級絕緣材料。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種能夠使發酵用截止閥閥芯韌性良好，並且具有優良的抗腐蝕性與抗菌性的發酵用截止閥閥芯的製造方法。
[0007]為了解決以上技術問題，本發明提供一種發酵用截止閥閥芯的製造方法，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為:碳:0.3%_0.31%、矽:
0.18%-0.36%、錳:0.50%-0.70%、鉻:0.90%-1.10%、鑰:0.20%_0.30%、磷:0-0.02%、硫:0-0.025%、氫:0-1.8ppm,ll:0-0.40%、釩:0-0.03%、銅:0-0.30%,0-0.9% 殘餘元素，其餘為Fe ;該製造方法具體包括如下步驟:
步驟(1):加熱上述坯料至900±20°C，並將坯料沿軸向橫斷面兩個相互垂直的直徑方向反覆鐓拔為所需尺寸的圓鋼棒，空冷至360°C並保溫420分鐘；
將圓鋼棒再次加熱至880 ± 10°C，並沿圓鋼棒通徑方向鑄造中心孔，並進行外表面和孔內表面的圓滑處理，空冷至300±10°C保溫180分鐘，得到閥芯半成品；
步驟(2):將步驟(1)中得到的閥芯半成品進爐加熱至880±10°C並保溫360分鐘，空冷至300± 10°C保溫180分鐘，然後再加熱至600± 15°C保溫650分鐘，爐冷至360±20°C出爐空冷；
步驟(3):將步驟(2)中的閥芯半成品浸泡在有機溶劑並加溫至約400°C使閥芯半成品表面的油脂完全揮發，然後，採用噴砂處理的機械方式使閥芯半成品表面與中心孔的內表面毛糙並在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆一層底漆作為粘接助劑，在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆聚四氟乙烯，具體處理如下:
①:將聚四氟乙烯分散體均勻噴塗予閥芯半成品的表面和中心孔的內表面，塗層厚度為150-200微米；
@:在烘爐中將潮溼的聚四氟乙烯分散體進行加熱烘乾，溫度控制在9(T10(TC，直至大部分有機溶劑蒸發；
③:在26(T360°C下對閥芯半成品進行加熱，此時聚四氟乙烯分散體熔融，並與粘接助劑形成網狀結構；
步驟(4):將完成塗覆後的閥芯半成品進行冷卻，具體處理如下:
所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至16(T200°C ；所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至14(Tl60°C，然後空冷至10(Tl40°C，再採用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至80-100?，最後空冷至室溫，既得到發酵用截止閥閥芯。
[0008]本發明進一步限定的技術方案是:` 進一步的，前述的發酵用截止閥閥芯的製造方法，鉻鑰低合金鋼的組分含量包括以下質量百分比的各組分，碳:0.3%、矽:0.18%、錳:0.50%、鉻:0.90%、鑰:0.20%、磷:0%、硫:0%、氫:1.0ppm、鎳:0%、釩:0%、銅:0%、0-0.9%殘餘元素，其餘為Fe。
[0009]前述的發酵用截止閥閥芯的製造方法，鉻鑰低合金鋼的的組分含量包括以下質量百分比的各組分，碳:0.31%、矽:0.36%、錳:0.70%、鉻:1.10%、鑰:0.30%、磷:0.02%、硫:
0.025%、氫:1.8ppm,ll:0.40%、釩:0.03%、銅:0.30%,0-0.9% 殘餘元素，其餘為 Fe。
[0010]本發明的有益效果是:
本發明中將閥芯半成品浸泡在有機溶劑並加溫至約400°C，使閥芯半成品表面的油脂完全揮發，工件表層獲得足夠的表面附著力，同時，採用噴砂處理的機械方式清潔工件並使其表面毛糙，並藉助底漆改善塗層同工件表層的結合能力；
本發明中在26(T360°C下對閥芯半成品進行加熱，這是一個不可逆的反應發生，形成的網狀結構極為穩定；
本發明中採用聚四氟乙烯進行熱塗覆，它的摩擦係數極小，僅為聚乙烯的1/5，又由於氟-碳鏈分子間作用力極低，所以聚四氟乙烯具有不粘性，聚四氟乙烯在-196~260°C的較廣溫度範圍內均保持優良的力學性能，幾乎所有物質都不與聚四氟乙烯塗層粘合，聚四氟乙烯塗層表面不沾水和油質，具有優良的耐磨性能，在一定的負載下，具備耐磨損和耐腐蝕的雙重優點，防止菌的殘留和生長，避免了發酵過程中「菌汙染」的發生；
本發明中步驟(1)使坯料心部金屬向外流動，有效地破碎了鑄態樹枝晶組織、鍛合內部的疏鬆、孔穴、裂紋等缺陷，提高了金屬的緻密度和連續性，從組織上確保鍛件在隨後的調質熱處理的淬火過程中，避免鍛組織缺陷引發的淬火應力集中裂紋或由此而引起的淬火開裂，增強形狀複雜鍛件抵抗熱處理熱應力和組織應力的衝出能力，金屬緊密堆積結構允許在外力下使原子層華東而金屬鍵不被破壞，故金屬有很好的延展性；
本發明以鉻鎳鑰合金結構鋼為坯料，可提高鋼的韌性、彈性、耐磨性及抗擊性能，並使鋼質緊密，並且鋼中的釩非常穩定，不易被鹽酸、硫酸所分解，加入釩後的鋼淬透性好，可使鋼件整個截面獲得均勻一致的力學性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑，以減少變形和開裂；
本發明中加入了鎳元素，可以提高剛的強度和韌性，提高鋼的淬透性，可以改變鋼的一些物理性能，並且提高鋼的抗腐蝕能力，從而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的氣團能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產生屈服平臺，使得需要外界提供較大的應力才能開動位錯；
本發明回火後採用水冷與空冷結合，可以使碳化物進一步充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，可以進一步使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，鞏固了鍛造熱處理工藝產生的技術效果。
【具體實施方式】[0011] 實施例1
本實施例提供的一種發酵用截止閥閥芯的製造方法，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為:碳:0.3%、矽:0.18%、錳:0.50%、鉻:0.90%、鑰:0.20%、磷:0%、硫:0%、氫:1.0ppm、鎳:0%、釩:0%、銅:0%、0-0.9%殘餘元素，其餘為Fe ;該製造方法具體包括如下步驟:
步驟(1):加熱上述坯料至880°C，並將坯料沿軸向橫斷面兩個相互垂直的直徑方向反覆鐓拔為所需尺寸的圓鋼棒，空冷至360°C並保溫420分鐘；
將圓鋼棒再次加熱至870°C，並沿圓鋼棒通徑方向鑄造中心孔，並進行外表面和孔內表面的圓滑處理，空冷至290°C保溫180分鐘，得到閥芯半成品；
步驟(2):將步驟(1)中得到的閥芯半成品進爐加熱至870°C並保溫360分鐘，空冷至290°C保溫180分鐘，然後再加熱至585°C保溫650分鐘，爐冷至340°C出爐空冷；
步驟(3):將步驟(2)中的閥芯半成品浸泡在有機溶劑並加溫至約400°C使閥芯半成品表面的油脂完全揮發，然後，採用噴砂處理的機械方式使閥芯半成品表面與中心孔的內表面毛糙並在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆一層底漆作為粘接助劑，在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆聚四氟乙烯，具體處理如下:
①:將聚四氟乙烯分散體均勻噴塗予閥芯半成品的表面和中心孔的內表面，塗層厚度為150微米；
@:在烘爐中將潮溼的聚四氟乙烯分散體進行加熱烘乾，溫度控制在90°C，直至大部分有機溶劑蒸發；
③:在260°C下對閥芯半 成品進行加熱，此時聚四氟乙烯分散體熔融，並與粘接助劑形成網狀結構；
步驟(4):將完成塗覆後的閥芯半成品進行冷卻，具體處理如下:
所述第一冷卻工序:採用水冷以15°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至200°C ；
所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至140°C，然後空冷至100°C，再採用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至80°C，最後空冷至室溫，既得到發酵用截止閥閥芯。
[0012]實施例2 本實施例提供了一種發酵用截止閥閥芯的製造方法，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，鉻鑰低合金鋼的的組分含量包括以下質量百分比的各組分，碳:0.31%、矽:0.36%、錳:0.70%、鉻:1.10%、鑰:0.30%、磷:0.02%、硫:0.025%、氫:1.8ppm、鎳:0.40%、釩:0.03%、銅:0.30%、0-0.9%殘餘元素,其餘為Fe ;該製造方法具體包括如下步驟:
步驟(1):加熱上述坯料至920°C，並將坯料沿軸向橫斷面兩個相互垂直的直徑方向反覆鐓拔為所需尺寸的圓鋼棒，空冷至360°C並保溫420分鐘；
將圓鋼棒再次加熱至810°C，並沿圓鋼棒通徑方向鑄造中心孔，並進行外表面和孔內表面的圓滑處理，空冷至310°C保溫180分鐘，得到閥芯半成品；
步驟(2):將步驟(1)中得到的閥芯半成品進爐加熱至810°C並保溫360分鐘，空冷至310°C保溫180分鐘，然後再加熱至615°C保溫650分鐘，爐冷至380°C出爐空冷；
步驟(3):將步驟(2)中的閥芯半成品浸泡在有機溶劑並加溫至約400°C使閥芯半成品表面的油脂完全揮發，然後，採用噴砂處理的機械方式使閥芯半成品表面與中心孔的內表面毛糙並在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆一層底漆作為粘接助劑，在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆聚四氟乙烯，具體處理如下:
①:將聚四氟乙烯分散體均勻噴塗予閥芯半成品的表面和中心孔的內表面，塗層厚度為200微米；
m:在烘爐中將潮溼的聚四氟乙烯分散體進行加熱烘乾，溫度控制在ioo°c，直至大部分有機溶劑蒸發；
③:在360°C下對閥芯半成品進行加熱，此時聚四氟乙烯分散體熔融，並與粘接助劑形成網狀結構；
步驟(4):將完成塗覆後的閥芯半成品進行冷卻，具體處理如下:
所述第一冷卻工序:採用水冷以17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至160°C ；
所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至160°C，然後空冷至140°C，再採用水冷以3-5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至100°C，最後空冷至室溫，既得到發酵用截止閥閥芯。
[0013]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種發酵用截止閥閥芯的製造方法，其特徵在於，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，所述鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為:碳:0.3%-0.31%、矽:0.18%-0.36%、錳:0.50%_0.70%、鉻:.0.90%-1.10%、鑰:0.20%-0.30%、磷:0-0.02%、硫:0-0.025%、氫:0-1.8ppm、鎳:0-0.40%、釩:.0-0.03%、銅:0-0.30%,0-0.9%殘餘元素，其餘為Fe ;該製造方法具體包括如下步驟: 步驟(1):加熱上述坯料至900±20°C，並將坯料沿軸向橫斷面兩個相互垂直的直徑方向反覆鐓拔為所需尺寸的圓鋼棒，空冷至360°C並保溫420分鐘； 將所述圓鋼棒再次加熱至880±10°C，並沿所述圓鋼棒通徑方向鑄造中心孔，並進行外表面和孔內表面的圓滑處理，空冷至300±10°C保溫180分鐘，得到閥芯半成品； 步驟(2):將步驟(1)中得到的閥芯半成品進爐加熱至880±10°C並保溫360分鐘，空冷至300± 10°C保溫180分鐘，然後再加熱至600± 15°C保溫650分鐘，爐冷至360±20°C出爐空冷； 步驟(3):將步驟(2)中的閥芯半成品浸泡在有機溶劑並加溫至約400°C使閥芯半成品表面的油脂完全揮發，然後，採用噴砂處理的機械方式使閥芯半成品表面與中心孔的內表面毛糙並在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆一層底漆作為粘接助劑，在閥芯半成品的表面和中心孔的內表面塗覆聚四氟乙烯，具體處理如下: ①:將聚四氟乙烯分散體均勻噴塗予閥芯半成品的表面和中心孔的內表面，塗層厚度為150-200微米； ②:在烘爐中將潮溼的聚四氟乙烯分散體進行加熱烘乾，溫度控制在9(T10(TC，直至大部分有機溶劑蒸發； ③:在260-360°C下對閥芯半成品進行加熱，此時聚四氟乙烯分散體熔融，並與粘接助劑形成網狀結構； 步驟(4):將完成塗覆後的閥芯半成品進行冷卻，具體處理如下: 所述第一冷卻工序:採用水冷以15-17°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至16(T200°C ；所述第二冷卻工序:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以1_2°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至140-l60°C，然後空冷至10(Tl40°C，再採用水冷以3_5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至80-100?，最後空冷至室溫，既得到發酵用截止閥閥芯。
2.根據權利要求1所述的發酵用截止閥閥芯的製造方法，其特徵在於，所述鉻鑰低合金鋼的組分含量包括以下質量百分比的各組分，碳:0.3%、矽:0.18%、錳:0.50%、鉻:0.90%、鑰:0.20%、磷:0%、硫:0%、氫:1.0ppm、鎳:0%、釩:0%、銅:0%、0_0.9% 殘餘元素，其餘為 Fe。
3.根據權利要求1所述的發酵用截止閥閥芯的製造方法，其特徵在於，所述鉻鑰低合金鋼的的組分含量包括以下質量百分比的各組分，碳:0.31%、矽:0.36%、錳:0.70%、鉻:.1.10%、鑰:0.30%、磷:0.02%、硫:0.025%、氫:1.8ppm、鎳:0.40%、釩:0.03%、銅:0.30%、.0-0.9%殘餘元素，其餘為Fe。
【文檔編號】F16K51/00GK103667959SQ201310720408
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】王泳勝, 王守江, 馮軍 申請人:江蘇豐澤生物工程設備製造有限公司