球體及閥座表麵的硬化技術

　　球體及閥座表麵的硬化技術

3.1.1曾經被應用的技術：

A、表麵的鍍硬鉻；B、表麵硬化熱處理、滲氮處理等；C、堆焊Stillite硬質合金。

目前上述的表麵硬化技術已經很少使用。

3.1.1.2目前比較常用的技術：

A、超音速火焰噴塗技術（HVOF）；B、鎳基合金熱噴塗技術；C、激光熔覆技術。

　　A、超音速火焰噴塗技術（HVOF）

超音速火焰噴塗（HVOF）主要是通過*的速度將耐磨粉末塗層材料噴塗到基體材料表麵，噴塗時的氣流速度在很大程度上決定了噴塗的質量，噴槍能夠產生更高的氣流速度，則耐磨粉末塗層就能夠獲得更高的運動速度，從而耐磨粉末塗層與基體材料就能夠獲得更高的結合力和更高的致密性，因此也就具有更好的耐磨性能和耐腐蝕性能。

超音速噴塗的優點是可以噴塗超硬的塗層材料，塗層的硬度甚至可以達到HRC74以上，因此塗層具有很好的抗擦傷性能和耐磨性能。另外，超音速噴塗時，基體材料不需要進行高溫加熱，因此基體材料不會發生熱變形。由於超音速噴塗主要是通過耐磨粉末塗層與基體材料的高速撞擊而產生的物理結合，結合強度比鎳基合金的熱噴塗要低一些，通常結合力在68～76MPa左右，因此，對於高壓球閥（如CLASS1500～CLASS2500的球閥）的球體，采用超音速噴塗技術其塗層在使用中有脫落的可能。

對於超音速火焰噴塗（HVOF），塗層的性能主要有以下幾個方麵的指標：孔隙率、氧化物含量、顯微硬度、結合強度、金相結構、塗層應力狀況、塗層加工性能、塗層的均勻性等

常用的超音速噴塗材料有：碳化鎢鈷、碳化鎢鈷鉻、鎳基合金、碳化鉻、陶瓷等。碳化鎢鈷及碳化鎢鈷鉻的使用溫度一般不超過540℃，要適用於更高的溫度，通常可以采用碳化鉻及陶瓷等噴塗材料。

典型的超音速噴塗係統

球體的超音速噴塗

考慮到超音速噴塗的結合力以及噴塗的成本，噴塗層的厚度通常控製在0.3mm左右，為了確保塗層的均勻性，球體噴塗前的圓度以及噴塗的均勻性非常重要，一般需要通過研磨以保證球體噴塗前的圓度，采用電腦控製的機械手對噴槍進行控製能夠確保塗層的均勻性，而采用人工控製噴槍的方法則很難保證塗層的均勻性。

　B、鎳基合金熱噴塗技術

鎳基合金熱噴塗是目前在金屬硬密封球閥上成功應用的一種密封麵硬化方法，鎳基合金耐磨、耐腐蝕、耐溫等，其綜合性能優良，根據天天5G新官方入口的實踐，鎳基合金適用於灰水、黑水、煤漿、煤渣等多種工況介質。

鎳基合金是一種自溶合金，主要成分包括鎳、鉻、硼、矽，其中鎳是主要成分，也是耐磨材料與基體材料的粘合劑，根據配比成分的不同，可以獲得不同的硬度，金屬硬密封球閥一般采用HRC55～64的硬度。通過對基體材料及鎳基合金材料的高溫加熱，能夠使基體與密封麵耐磨材料達到冶金結合，因此，鎳基合金熱噴塗具有結合強度高的特點。與超音速火焰噴塗相比，鎳基合金熱噴塗的另一個優點是塗層的厚度較大，一般為0.5～1.0mm。

對於鎳基合金的熱噴塗，噴塗工藝對於基體與鎳基合金材料的結合力有很大的影響，球體及鎳基合金材料加熱溫度的控製非常重要，溫度過低，基體材料與鎳基合金材料不能真正實現冶金結合，容易引起塗層材料的脫落。而溫度過高，會導致鎳基合金材料的熔化流失。對於大口徑球體，由於球體各部位的壁厚很不均勻，因此，要均勻的控製球體的加熱溫度難度很大，這是鎳基合金熱噴塗的主要難點，為此，天天5G新官方入口采取了中頻感應球體加熱的技術，取得了很好的效果。

　球體的中頻感應加熱和鎳基合金熱噴塗

　C、激光熔覆技術

采用激光熔覆技術進行球體表麵的合金噴焊也具有很好的效果，采用該技術，球體的熱影響區很小，噴焊層的硬度比鎳基熱噴塗更高，但是噴焊效率較低，而且噴焊後的球體表麵光潔度較低，加工量較大。

球體及閥座表麵耐磨層的硬化技術應該根據使用工況條件、介質硬度、製造廠的工藝條件來進行合理的選擇和應用。

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