[发明专利]一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法，首先在阀门表面用等离子熔覆方式生成WC/金属基密封面，再以等离子渗Mo和离子渗S的在阀门密封面涂层中生成MoS₂，避免了直接加入MoS₂烧损过多的缺陷。本发明制成的涂层具有孔隙率低，硬度高，结合力好等优点，综合力学性能大幅度提升，使生成的阀门密封面具有良好的减摩耐磨性。

技术领域

本发明属于涂层制备领域，具体涉及一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法。

背景技术

作为广泛应用于电力、石油、化工、环保等行业的机械零件，近年来阀门逐渐向大型化、自动化、高性能化、高参数化发展。随着阀门的使用工况越来越复杂，其密封性能作为重要技术性能指标，也受到广泛关注。特别是在一些高温(350℃以上)、高压(10MPa以上)、磨损(煤渣)、腐蚀(H⁺、H₂S、Cl-等)等工况下，使得阀门密封面不仅要承受高温高压下流通介质中含有腐蚀性和易燃易爆介质的腐蚀，还要具有良好的减摩耐磨的能力。

固体润滑剂因具有良好的润滑性能、高的承载能力和耐磨性能、良好的稳定性和时效性等特点而被广泛应用。利用固体润滑剂制备新型润滑减摩涂层，在一定程度上克服了传统润滑油润滑脂附着力差、耐磨性差的缺点，对提高润滑减摩涂层适应复杂工作环境的能力具有深远的影响意义。目前使用在减摩涂层方面使用较多的是MoS₂涂层，但是大多数MoS₂制备工艺复杂且成本较高，而空气喷涂等简单工艺制备的MoS₂润滑减摩涂层存在着显微硬度低、耐磨性差、导热性能差、腐蚀基体等问题，所以制备得到成本较低、性能优异的复合涂层成为目前待解决的重要问题。

故基于此，提出本发明技术方案。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法。所述制备方法避免了直接加入MoS₂烧损过多的缺陷，本发明制成的涂层具有孔隙率低，硬度高，结合力好等优点，综合力学性能大幅度提升，使生成的阀门密封面具有良好的减摩耐磨性。

本发明的方案是，提供一种阀门密封面减摩涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金属基自溶性合金粉、WC粉分别干燥处理，得干燥金属基自溶性合金粉和干燥WC粉；将基材进行预热处理，得预热基材；

(2)将所述干燥金属基自溶性合金粉和所述干燥WC粉涂覆于所述预热基材表面，得WC颗粒金属基熔覆层基材；

(3)依次将Mo、S渗入所述WC颗粒金属基熔覆层基材，于密封面涂层中生成MoS₂，得渗Mo/S密封面涂层；

(4)将所述渗Mo/S密封面涂层加热保温热处理后，再进行降温，即得阀门密封面减摩涂层。

优选地，步骤(1)中，所述金属基为铁基、镍基或钴基中的一种；所述基材为钢板，其中含碳量为0.2～0.7wt.％的碳素钢或合金钢均可。

优选地，步骤(1)中，所述预热于50～70℃条件下进行处理。

优选地，步骤(2)中，将所述干燥金属基自溶性合金粉加入至等离子机送粉器中，将所述干燥WC粉加入至送粉机中，之后同时对所述预热基材表面进行涂覆，得WC颗粒金属基熔覆层基材。

优选地，步骤(3)中，先将所述WC颗粒金属基熔覆层基材置入双辉等离子渗金属炉中进行渗Mo，完成后再移至离子炉中进行渗S。

优选地，所述双辉等离子渗金属炉中的靶极材料为纯度99.95％的Mo板，尺寸为100mm×5mm，工作气体为氩气。

优选地，渗Mo工艺参数为：阳极电压900V，阴极电压450V，气压30Pa，极间距15mm。