1概述
在火力發(fā)電廠，石化系統(tǒng)，煤化工，高粘度流體，粉塵和固體顆粒的混合流體，強腐蝕性流體等介質(zhì)中，球閥需要使用金屬硬密封球閥，因此請選擇合適的金屬硬密封 球和球閥的閥座的硬化過程非常重要。
2金屬硬密封球閥的球和閥座的硬化方法
目前，金屬硬密封球閥表面常用的硬化工藝主要有：
（1）球體表面采用硬質(zhì)合金堆焊（或噴焊），硬度可達到40HRC以上。球面的堆焊工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，大面積堆焊容易引起零件變形。使用較少的表面硬化工藝。
（2）球體表面鍍硬鉻，硬度可達60-65HRC，厚度為0.07-0.10mm。鍍鉻層具有較高的硬度，耐磨性，耐腐蝕性，并且可以長時間保持表面光亮。該過程相對簡單并且成本低。但是，隨著溫度的升高，硬鉻涂層的硬度會由于其內(nèi)部應(yīng)力的釋放而迅速降低，并且其工作溫度不能高于427°C。另外，鉻鍍層的結(jié)合力低，并且鍍層易于脫落。
（3）在球體表面進行等離子滲氮，表面硬度可達60-65HRC，滲氮層厚度為0.20-0.40mm。等離子體氮化硬化工藝由于其較差的耐腐蝕性而不能用于諸如化學(xué)強烈腐蝕的領(lǐng)域。
（4）在球體表面進行超音速噴涂工藝，硬度高達70-75HRC，聚集強度高，厚度為0.3-0.4mm。超音速噴涂是球表面硬化的主要工藝方法。硬化過程主要用于火力發(fā)電廠，石化系統(tǒng)和煤化工行業(yè)的高粘度流體中。具有灰塵和固體顆粒的混合流體，以及腐蝕性極強的流體介質(zhì)。
超音速噴涂工藝是一種過程，其中氧燃料燃燒產(chǎn)生高速氣流，以加速粉末顆粒撞擊工件表面以形成致密的表面涂層。在沖擊過程中，由于更快的顆粒速度（500?750m / s）和更低的顆粒溫度（-3000℃），在沖擊工件表面后，可以實現(xiàn)高結(jié)合強度，低孔隙率和低氧化物含量獲得。涂層。 HVOF的特點是合金粉末顆粒的速度超過聲音的速度，甚至是聲音速度的2至3倍，而氣流速度是聲音速度的4倍。
HVOF是一種新的加工技術(shù)。噴涂厚度為0.3-0.4mm。涂層和工件機械結(jié)合。粘結(jié)強度高（77MPa），涂層的孔隙率低（<1％）。該工藝對工件的加熱溫度較低（＜93℃），工件不變形，可以冷噴涂。噴涂時，粉粒速度高（1370m / s），無熱影響區(qū)，工件組成和結(jié)構(gòu)不變，涂層硬度高，可機加工。
噴涂是金屬材料表面的熱噴涂處理工藝。它使用熱源將粉末（金屬粉末，合金粉末，陶瓷粉末）加熱至熔融或高塑性狀態(tài)，然后通過氣流對其進行噴涂并將其沉積在預(yù)處理過的工件表面上，形成一層工件表面。 （基材）牢固地粘結(jié)到涂層（焊接）上。
在噴焊和堆焊硬化過程中，硬質(zhì)合金和基體都具有熔化過程，并且在硬質(zhì)合金和基體的組件處有一個熱熔區(qū)，以充分實現(xiàn)噴焊的性能?；蚨押赣操|(zhì)合金層，并避免加工后焊接熱熔。該區(qū)域為金屬接觸面，建議噴焊或堆焊硬質(zhì)合金的厚度應(yīng)大于3mm。
3硬密封球閥閥球與閥座接觸面的硬度匹配
金屬滑動接觸表面必須具有一定的硬度差，否則容易卡住。在實際應(yīng)用中，閥球與閥座之間的硬度差一般為5-10HRC。這種硬度差異使球閥具有更好的使用壽命。由于球體的復(fù)雜加工和高昂的加工成本，為了保護球體免受損壞和磨損，通常將球體的硬度選擇為高于閥座表面的硬度。
閥球和閥座的接觸表面硬度得到了廣泛的應(yīng)用。硬度協(xié)調(diào)有兩種類型：①閥球的表面硬度為55HRC，閥座的表面為45HRC，閥球的表面可以采用超音速噴涂Stellite20合金，并且閥座的表面可以堆焊司太立12。合金，這種硬度匹配是金屬密封球閥使用最廣泛的硬度匹配，可以滿足金屬硬密封球閥的常規(guī)磨損要求； ②氣門球的表面硬度為68HRC，氣門座表面為58HRC。閥球表面可以超聲噴涂碳化鎢。閥座表面可以采用超音速噴涂的Stellite20合金。該硬度廣泛用于煤化工行業(yè)，具有很高的耐磨性和使用壽命。
在國外，閥球和閥座表面具有相同的硬度。閥球和閥座表面均采用超音速噴涂碳化鎢工藝，表面硬度大于72HRC。即使在超高硬度的情況下，閥球和閥座也接觸。表面也不容易卡住。但是，在中國，尚無成熟的研磨工藝來生產(chǎn)表面硬度大于72HRC的閥球和閥座。難以確保閥球和閥座的配合，并且很少使用。
4硬密封球閥閥球和閥座的硬化要注意的問題
金屬硬密封球閥球和閥座材料通常選擇不銹鋼或耐腐蝕材料，否則硬質(zhì)合金和閥座（或閥球）的粘結(jié)層將很容易被介質(zhì)腐蝕，硬質(zhì)合金層會掉落。 ，這會影響球閥的壽命。
此外，應(yīng)針對不同的閥座（或閥球）材料選擇合適的硬化工藝。雙相不銹鋼材料廣泛用于煤化工行業(yè)。雙相不銹鋼材料具有良好的耐腐蝕疲勞性和耐磨蝕性。
雙相不銹鋼材料是一種兼具鐵素體和奧氏體結(jié)構(gòu)的鋼。鐵素體和奧氏體組織各占50％左右，兩相組織是獨立的，其性能特征兼顧了奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特性。根據(jù)鐵素體不銹鋼的特性，當溫度在400?500℃范圍內(nèi)時，長期保溫會產(chǎn)生強烈的脆性。這種現(xiàn)象通常稱為475℃脆化。當溫度超過400?500℃時，雙相不銹鋼的性能會受到損害。
如果雙相不銹鋼材料采用噴焊或堆焊硬質(zhì)合金工藝，在該過程中（通常溫度高于900℃）熔化硬質(zhì)合金和基體的過程將破壞雙相不銹鋼材料的金相組織。 ，因此雙相不銹鋼材料不適合用于噴焊（或堆焊）硬質(zhì)合金硬化過程。雙相不銹鋼材料的表面硬化工藝適合于超音速噴涂工藝，并且硬化工藝必須確保其不會損壞雙相不銹鋼材料基體的金相結(jié)構(gòu)。
5結(jié)論
金屬硬密封球閥的球和閥座采用合理的硬化工藝，可以提高金屬硬密封閥的使用壽命和性能，合理的硬化工藝可以降低制造成本。隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，將會出現(xiàn)更多的硬化處理過程。金屬硬密封閥的硬化過程和硬度協(xié)調(diào)是一個非常復(fù)雜的問題。因此，應(yīng)充分注意硬密封閥的設(shè)計，材料選擇，硬化工藝和硬度協(xié)調(diào)。
