閥門表面硬化處理

1、閥門表面硬化處理綜合比較與選用1. 表面硬化處理的目的1. 提高工件的耐磨性能2.提高工件的耐腐蝕性能3.提高工件的耐高溫性能4.提高改變工件表面硬度，形成硬度差，防咬死。常規(guī)情況下，球體與閥座的硬度哪個大？為什么？硬度差差值為多少？普通鋼材的洛氏硬度為多少?常規(guī)情況下，球體與閥座的硬度哪個大？為什么？硬度差差值為多少？5HRC20鋼材的洛氏硬度為多少?132HB 38-44HRC球閥是工業(yè)管路應(yīng)用最多的閥門種類之一，其開關(guān)靈活方便，密封可靠，流通能力大，流阻小，壓降低?？梢杂糜跉怏w，液體，含有固體顆粒的介質(zhì)混合液。軟密封球閥由于閥座采用聚四氟乙烯(PTFE)，對位聚苯PPL等塑料，對介質(zhì)的溫

2、度和壓力都有所限制，不能用于高溫高壓的工況。 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)裝置都是向高溫高壓方向發(fā)展，尤其在石油，煤化工，化肥，電站等行業(yè)，對球閥提出更高的要求，金屬硬密封耐磨球閥的出現(xiàn)可以滿足上述要求。硬密封球閥主要是閥座采用金屬材料，并對閥座和球體表面進行耐磨硬化處理。有表面鍍硬鉻，表面滲氮處理，表面對焊司太立(Stillite)鈷基硬質(zhì)合金等方法。隨著表面處理技術(shù)的發(fā)展，近年來出現(xiàn)超音速火焰噴涂（HVOF），鎳基合金熱噴涂技術(shù)，激光熔覆技術(shù)等新技術(shù)。2.表面硬化的定義與分類定義：通過特殊工藝高工件表面硬度。根據(jù)其工藝原理，分為：1.通過改變工件基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)方式，主要是淬火，鍛造等方法。2.通過化學(xué)方法例

3、如滲氮，滲碳等。3.高溫熔融覆層法。2.1 淬火鍛打2.1.1 淬火鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼

4、材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。20鋼材淬火后硬度能達到43-48HRC2.1.2鍛打冷鍛熱鍛通過提高工件密度組織排列規(guī)則度的方式提高機械性能（表面硬度）。2.2 化學(xué)滲透法2.2.1 滲碳將低碳鋼在富碳的介質(zhì)中加熱到高溫(一般為900-950C),使活性碳原子滲入鋼的表面,以獲得高碳的滲層組織。隨后經(jīng)淬火和低溫回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲勞抗力,而心部仍保持足夠的強度和韌性。常用滲碳鋼可以分碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼兩大類。(1)碳素滲碳鋼中,用得最多的是15和20鋼,它們經(jīng)滲碳和熱處理后表面硬度可達56-62HRC。但由于淬透性較低,只適用于心部強度要求不高、受力小、承受磨損

5、的小型零件,如軸套、鏈條等。(2)低合金滲碳鋼如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其滲透性和心部強度均較碳素滲碳鋼高,可用于制造一般機械中的較為重要的滲碳件,如汽車、拖拉機中的齒輪、活塞銷等。(3)中合金滲碳鋼如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和較高的強度及韌性,主要用以制造截面較大、承載較重、受力復(fù)雜的零件,如航空發(fā)動機的齒輪、軸等。 固體滲碳;液體滲碳;氣體滲碳-滲碳溫度為900-950C,表面層w(碳)為0.8-1.2,層深為0.5-2.0mm。2.2.2 滲氮鋼的滲氮-(強化滲氮;抗蝕滲氮)使氮原子滲入鋼的表面,形成富氮硬化

6、層的一種化學(xué)熱處理工藝。與滲碳相比，滲氮處理后零件具有:高的硬度和耐磨性, 高的疲勞強度,較高的抗咬合性,較高的抗蝕性,滲氮過程在鋼的相變溫度以下(450-600C)進行,因而變形小,體積稍有脹大。缺點是周期長(一般氣體 滲氮工藝的滲氮時間長達數(shù)十到100h)、成本高、滲層薄(一般為0.5mm左右)而脆,不能承受太大問接觸應(yīng)力和沖擊載荷。滲氮用鋼-從理論上講,所有的鋼鐵材料都能滲氮。但我們只將那些適用可滲氮處理并能獲得滿意效果的鋼才稱為滲氮用鋼。凡Cmo、V、 Ti、Al等元素的低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹鋼(不銹鋼滲氮前需去除工件表面的鈍化膜,對不銹鋼、耐熱鋼可直接用離子氮化方法處理)、

7、球墨鑄鐵等均可進行滲氮。38CrMoAlA鋼經(jīng)過滲氮表面硬度高達100-1200HV(相當(dāng)67-72HRC)2.3化學(xué)熔融覆層法2.3.12.3.1超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂（HVOFHVOF）工藝是基于一高壓內(nèi)燃系統(tǒng),與微型火箭引擎相似。噴涂過程中，燃料與氧混合產(chǎn)生溫度為2800的超聲氣流(大于2000 m/s)。極高的速度將耐磨粉末涂層材料噴涂到基體材料表面。涂層的硬度甚至可以達到HRC74以上。常用的超音速噴涂材料有：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，要適用于更高的溫度，通常可以采用碳化鉻及陶瓷等噴涂材料。 2.3.2 鎳基合金熱噴涂鎳基合金熱噴涂是目前在金屬硬密封球閥上成功應(yīng)用的一種密封面硬化方法，鎳基合金耐磨、耐腐蝕、耐溫等，其綜合性能優(yōu)良，適用于灰水、黑水、煤漿、煤渣等多種工況介質(zhì)。鎳基合金是一種自溶合金，主要成分包括鎳、鉻、硼、硅，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(jù)配比成分的不同，可以獲得不同的硬度，金屬硬密