水暖阀门阀体开裂问题及其应对策略研究.doc

1、水暖阀门阀体开裂问题及其应对策略研究摘要：现实生活中，经常出现购买到的水龙头阀体出现开裂现象，特别是铸铜合金材质的水龙头。使消费者的消费需求得不到满足，对于产品的信任度降低，为了改变这种情况，必须掌握铸铜合金水龙头阀体开裂的原因，并制定改进措施以促进工艺的发展。本文旨在阐述开裂的对铸铜合金材料的检测内容以及结果、对检测结果的分析与讨论以及如何进行改进这三个方面的内容，以供参考。 关键词：水龙头 阀体 开裂 研究 想进一步解决这种材料阀体开裂的原因，采取金相检验法以及扫描电镜的方式来对开裂的铸铜合金水龙头阀体进行检测，是一种比较有效的方法。 一、水龙头阀体开裂原因检查 先从材质入手，技术人员采取

2、金相检验法并利用扫描电镜的方式对铸铜合金水龙头阀体进行检测，检测的内容主要包括铸铜合金水龙头阀体的化学成分及其硬度、断口形貌以及组织形貌这三方面的内容，以加工铜及铜合金化学成分和产品形状 、 铸造铜合金技术条件 、 铸造黄铜金相为依据，判断其是否符合标准。 （1）硬度检测 我们选取一个阀体开裂铸铜合金水龙头，根据铸造铜合金技术条件规定，Hpb59-1 铸铜布氏硬度应该不小于 80HBW5/250。经技术人员检测，断裂的铸铜合金水龙头阀体的铸铜布氏硬度为 138HBW5/250。综上所述，可以得出结论：断裂的铸铜合金水龙头阀体的铸铜布氏硬度也符合铸造铜合金技术条件中的技术要求，硬度也不是造成此水

3、龙头的原因。 （2）化学成分检测 我们再根据加工铜及铜合金化学成分和产品形状规定，对其进行材质分析，Hpb59-1 技术要求铜产品的化学成分为Cu、Fe、Pb、Ni、Zn 及定量的杂质，其中 Cu 所占比重应为57.060.0，Fe 所占比重为不大于 0.5，Pb 所占比重为 0.81.9，Ni 所占比重为不大于 1.0，Zn 所占比重为余量比重，其中所含杂质总和不大于 1.0。经检测，断裂的铸铜合金水龙头阀体所含化学成分为Cu、Fe、Pb、Ni、Zn 及定量的杂质，其中 Cu 所占比重为 58.03，Fe 所占比重为 0.41，Pb 所占比重为 1.77，Ni 所占比重为 0.27，Zn 所

4、占比重为余量比重 37.73，其中所含杂质总和为零。综上所述，可以得出结论：断裂的铸铜合金水龙头阀体所含的主要元素及其所占比重均符合加工铜及铜合金化学成分和产品形状中的技术要求，可见，本铸铜合金水龙头阀体的开裂不是其化学成分引起的。 （3）组织形式检测 排除了硬度和化学成分成因后，我们采取金相检验方法，对断裂的铸铜合金水龙头的阀体的开裂部分以及完好部分上分别进行取样，然后采取金相检验到的方法对两个样本进行检测。经过检测比对，发现断裂处组织形貌尖并且细，以断续状进行扩展，在技术人员利用三氯化铁盐酸水溶液侵蚀断裂处后，组织形貌呈现为灰色 相+白色网状，针状 相+黑色小颗粒铅相，晶界平且直，裂纹穿晶

5、开裂。同时经过检测，可以观察到在铸铜合金水龙头阀体的裂纹附近有很多晶体颗粒，这些晶体颗粒的大小并不一致，依照铸造黄铜金相的评价标准，大的晶体颗粒为 2 级的晶体颗粒，其直径大约为 0.40 毫米，小的晶体颗粒为 6 级的晶体颗粒，其直径大约为 0.1 毫米，大小颗粒各自占百分之五十的面积。针状 相沿着灰色 相晶界析出呈现网状分布状态，并沿着晶界向晶体内部的方向析出以平行状排列的针状 相，符合巍氏组织特征，针状 相其针长为 0.20mm。与此相对，断裂的铸铜合金水龙头的阀体的完好部位的晶体颗粒大小均匀，依照铸造黄铜金相的评价标准，晶体颗粒均为 6 级的晶体颗粒。可以发现断裂的铸铜合金水龙头的阀体

6、的开裂部分出现晶体颗粒过大、晶界平且直以及巍氏组织等过热现象。 （4）断口形貌检测 将铸铜合金水龙头的阀体的裂纹打开，呈现裂纹源区，并将其放大观察。经过观察可以看到，裂纹源区呈现出严重的疏松状态。断口区域呈现出解理断裂的特征。综上所述，可以发现断裂的铸铜合金水龙头的阀体的断裂属于脆性断裂，裂纹是由呈现疏松状态的区域所造成的，并呈扇形状扩展。 二、检测结果分析 利用金相检验法并利用扫描电镜的方式对铸铜合金水龙头阀体的化学成分及其硬度、断口形貌以及组织形貌这四方面的内容进行检测，以加工铜及铜合金化学成分和产品形状 、 铸造铜合金技术条件铸造黄铜金相为依据，可以得到如下结论： 断裂的铸铜合金水龙头阀

7、体所含的主要元素及其所占比重均符合加工铜及铜合金化学成分和产品形状中的技术要求，铸铜合金水龙头阀体的开裂与其化学成分没有关系。断裂的铸铜合金水龙头阀体的铸铜布氏硬度符合铸造铜合金技术条件中的技术要求，铸铜合金水龙头阀体的开裂与其硬度没有关系。与铸铜合金水龙头阀体完好的部分相比，断裂的铸铜合金水龙头的阀体的开裂部分出现晶体颗粒过大、晶界平且直以及巍氏组织等过热现象。由此可以做出推测，铸铜合金水龙头阀体的开裂可能与铸铜合金的过热有一定的关系。在室温下，铸铜合金过热虽然对于铸铜合金的强度影响不大，但是却能极大地影响铸铜合金的冲击韧度以及塑性，从而可能导致在室温条件下使用的铸铜合金水龙头阀体出现开裂现

8、象。 在对铸铜合金水龙头阀体的断口形貌进行检测时，会发现存在裂纹源区，并呈扇形状扩展，纹源区呈现出严重的疏松状态，断口区域呈现出解理断裂的特征，属于脆性断裂。通过检测，可以推测铸铜合金水龙头阀体的开裂可能与锻造缺陷有一定的关系。裂纹是由呈现疏松状态的区域所造成的。可以得到铸铜合金水龙头阀体开裂的原因：晶体颗粒过大、晶界平且直以及巍氏组织等阀体过热现象是铸铜合金水龙头阀体开裂的内因，同时螺纹倒角处呈现疏松状态，从而使金属内部组织结构呈现不均匀不连续的状态，在受力时螺纹倒角处首先受力产生裂纹源区，锻造缺陷的存在会加速裂纹的产生，从而使裂纹源区扩展，最终导致铸铜合金水龙头阀体开裂。 三、问题解决的应

9、对策略 晶体颗粒过大、晶界平且直以及巍氏组织等过热现象以及锻造缺陷所引起的由呈现疏松状态的区域都可能引起铸铜合金水龙头阀体出现脆性断裂的现象。晶体颗粒过大、晶界平且直以及巍氏组织都是普遍的过热现象。在铸造铸铜合金水龙头阀体过程中，之所以会出现过热的现象是因为加热温度过高或者是因为高温区保温时间过长。因此，如果要解决铸铜合金水龙头阀体开裂的问题，就必须解决过热问题。防止过热，一方面要严格控制浇筑温度，尽量将浇筑温度控制好，同时要严格控制在高温区的保温时间，不宜过长；另一方面在浇筑过程中可以适当的增加搅拌或者振动等行为，从而使晶体颗粒大小均匀，以此防止浇筑温度过高过热现象的产生。经实践检验，在依据上述建议进行整改之后，铸铜合金水龙头阀体的铸造工艺大大提升，铸铜合金水龙头阀体的质量得到保证，满足了消费者的需求。 结语：水暖阀门阀体开裂虽然对人民的生命安全没有产生大的影响，但也会给生活带来很多麻烦，铜合金水龙头阀体出现开裂现象使消费者的消费需求得不到满足，我们就应该引起重视，找出原因所在，找到对应措施。相关技术人员必须重视这个问题，认真研究，精密分析，以期解决问题并促进铸造工艺的发展。为美好的生活做出自己的贡献。