[发明专利]一种金属硬密封球阀镍基碳化钨耐磨涂层的制造工艺

说明书

本发明公开了一种金属硬密封球阀镍基碳化钨耐磨涂层的制造工艺，包括以下步骤：S1、工件表面预处理：对机加工后的球体及阀座进行表面清理和粗化；S2、喷涂耐磨涂层：采用超音速火焰喷涂工艺将耐磨涂层粉末材料均匀喷涂到球体和阀座的表面；S3、加热重熔：将喷涂后的球体及阀座分批放入到真空炉中进行加热重熔，使球体及阀座均与耐磨材料产生冶金结合；S4、冷却：球体及阀座重熔后均随真空炉一起缓慢冷却；S5、研磨：采用研磨装置依次对冷却后的球体及阀座进行精密研磨。本发明能提高球阀密封面耐磨涂层的强度，进而增强球阀密封面的耐磨性能，延长其使用寿命。

技术领域

本发明涉及阀门耐磨涂层技术领域，特别是涉及一种金属硬密封球阀镍基碳化钨耐磨涂层的制造工艺。

背景技术

金属硬密封球阀通常用于硬固体颗粒介质，要求球阀的密封面具有很好的耐磨损、耐擦伤、耐高温、耐腐蚀性能。为了满足上述要求，通常在金属硬密封球阀的球体及阀座表面喷涂耐磨材料，一般采用如下两种工艺：（1）氧乙炔火焰喷涂工艺；（2）超音速火焰喷涂工艺。但这两种方式均存在一些不足的地方。

采用氧乙炔火焰喷涂工艺遇到的问题：A、虽然镍基合金耐磨涂层通过高温加热熔化到基体表面，与基体材料达到冶金结合，结合强度高，但是耐磨涂层只是熔化到基体表面，耐磨涂层的致密性较低，因此耐磨涂层的耐磨性能较差，在苛刻工况下密封面容易磨擦损坏。B、喷涂耐磨材料之前采用火焰加热球体或阀座，加热温度太低耐磨材料粉末不能牢固的附着在球体表面，耐磨材料重熔后不能与球体或阀座的基体材料熔化结合，使用时耐磨材料涂层容易脱落。火焰加热温度高，则容易引起球体表面材料的氧化，严重影响喷涂质量。C、采用火焰对耐磨材料进行加热重熔时，由于球体各部位的厚度差别很大，因此很难确保球体各部位的均匀加热，过高的加热温度会导致镍基合金中某些元素的烧损，而温度过低则耐磨材料不能与基体材料重熔冶金结合。另外，在大气中用火焰加热也会导致材料的氧化而降低涂层的质量。D、采用火焰加热需要较快的升温速度，升温过程太慢，在高温下会导致材料的严重氧化，但是升温速度太快，不容易确保球体温度的均匀，还容易引起材料的裂纹。

采用超音速火焰喷涂遇到的问题：A、采用极高的速度将耐磨材料粉末喷涂到基体材料表面，因此，耐磨材料粉末与基体材料具有很高的致密性，但是采用超音速火焰喷涂，耐磨材料粉末只是高速喷涂到基体表面，没有高温熔化在一起，两者之间不是冶金结合，结合强度较低，在苛刻工况下有脱落的情况。B、采用超音速火焰喷涂，耐磨涂层是一层一层叠加喷涂到基体表面，通常涂层厚度较小，增加涂层厚度会降低耐磨涂层与基体的结合力，因此，采用超音速火焰喷涂的耐磨涂层，涂层厚度较小，不能完全满足苛刻工况的耐磨要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属硬密封球阀镍基碳化钨耐磨涂层的制造工艺，本发明能提高球阀密封面耐磨涂层的强度，进而增强球阀密封面的耐磨性能，延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属硬密封球阀镍基碳化钨耐磨涂层的制造工艺，包括以下步骤：

S1、工件表面预处理：对机加工后的球体及阀座进行表面清理和粗化；

S2、喷涂耐磨涂层：采用超音速火焰喷涂工艺将耐磨涂层粉末材料均匀喷涂到球体和阀座的表面；

S3、加热重熔：将喷涂后的球体及阀座分批放入到真空炉中进行加热重熔，使球体及阀座均与耐磨材料产生冶金结合；

S4、冷却：球体及阀座重熔后均随真空炉一起缓慢冷却；

S5、研磨：采用研磨装置依次对冷却后的球体及阀座进行精密研磨。

优选的，所述步骤S2中耐磨涂层的厚度为0.3～1.0mm，耐磨涂层材料为镍基合金包覆碳化钨，镍基合金的牌号选用Ni60或Ni65。