[发明专利]一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法

摘要

一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，密封副和摩擦副是指阀体、球体以及阀座内各密封处的相关密封部位以及各传动联接处的相关摩擦部位，表面硬化处理方法涉及到化学热处理和气相沉积硬质涂层，化学热处理+气相沉积硬质涂层同时应用于钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，解决了单一化学热处理后钛及钛合金球阀表面硬度偏低的问题，在化学热处理基础上又采用气相沉积硬质涂层，减小了化学热处理渗层的硬度差问题，气相沉积硬质涂层进一步提高了化学热处理渗层的结合强度，改善了钛及钛合金球阀表面的硬度，即使在实际使用过程中气相沉积硬质涂层遭到破坏，其化学热处理渗层形成的硬化层仍可起到保护作用，达到了双重防护之目的。

主权项

一种钛及钛合金球阀密封副和摩擦副的表面硬化处理方法，钛及钛合金球阀包含阀体、球体以及阀座，钛及钛合金球阀的密封副是指阀体、球体以及阀座内各密封处的相关密封部位，钛及钛合金球阀的摩擦副是指阀体、球体以及阀座内各传动联接处的相关摩擦部位，钛及钛合金或是TA1，或是TA1ELI，或是TA2，或是TA2ELI，或是TA3，或是TA3ELI，或是TA5，或是TA10，或是TC4，或是TC4ELI，或是TA16，或是TA17，或是TA22，或是TA22‑1，或是TA23，或是TA23‑1，或是TA24，或是TA24‑1，或是TA28，或是TA31，或是Gr.F2，或是Gr.F5；表面硬化处理方法主要针对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副，表面硬化处理方法涉及到化学热处理和气相沉积硬质涂层，化学热处理包括渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝以及渗钼，气相沉积硬质涂层采用的介质组份或是TiN，或是CrN，或是DLC，或是TiCN，或是TiAlN，或是TiSiN，或是AlCrN，或是TiAlCrN，或是TiAlSiN，或是上述任意两种或两种以上所述介质组份的组合物，其特征是：对钛及钛合金球阀的密封副和摩擦副之处进行内表面清洁处理，然后进行渗碳、渗氧、等离子渗氮、渗硫、碳氮共渗、渗镍铬、渗铝以及渗钼的化学热处理方式，在上述化学热处理方式中：所述渗碳的温度控制在800～1050℃，所述渗碳的时间控制在2～6h；所述渗氧的温度控制在600～900℃，所述渗氧的时间控制在6～14h；所述等离子渗氮的温度控制在450～970℃，所述等离子渗氮的时间控制在36～60h；所述渗硫的温度控制在500～700℃，所述渗硫的时间控制在2～7h；所述碳氮共渗的温度控制在400～600℃，所述碳氮共渗的时间控制在2～6h；所述渗镍铬的温度控制在700～900℃，所述渗镍铬的时间控制在0.25～1.5h；所述渗铝的温度控制在800～1000℃，所述渗铝的时间控制在3～15h；所述渗钼的温度控制在900～1100℃，所述渗钼的时间控制在2～10h；上述化学热处理的渗层深度控制在0.1mm以上，所述渗层的表面硬化硬度经检测需控制在500～1300HV；之后对上述化学热处理后的钛及钛合金球阀密封副和摩擦副在真空条件下进行所述渗层的气相沉积硬质涂层，气相沉积硬质涂层采用所述介质组份，所述真空条件下的真空度控制在10‑3～10‑4Pa，气相沉积硬质涂层的温度控制在250～480℃，气相沉积硬质涂层的时间控制在5～20h，气相沉积硬质涂层的厚度控制在2～25μm，气相沉积硬质涂层的表面硬度经检测需控制在1100～2500HV，气相沉积硬质涂层与所述渗层的结合强度控制在35～48MPa，气相沉积硬质涂层的绝缘电阻大于10KΩ，气相沉积硬质涂层的摩擦系数小于0.184。