进口金属硬密封球阀的密封面硬化处理技术

进口金属硬密封球阀的密封面硬化处理技术

      球阀密封副（即阀座密封面与球体密封面）材料配对为金属对金属的球阀。在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体、带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体等介质中，球阀需要选用金属硬密封的球阀，而球阀阀球和阀座的硬化工艺对球阀的密封性能和使用寿命是十分重要的。

结合美国威盾VTON的金属硬密封球阀的工艺，常用的球阀密封面硬化工艺主要有以下几种：
（1）球阀球体表面堆焊硬质合金，
硬度可达30HRC以上，球体表面堆焊硬质合金工艺复杂，生产效率低，且大面积堆焊易使零件产生变形，目前对球体表面硬化的工艺使用较少。

（2）球阀球体表面镀硬铬，
硬度可达40～55HRC，厚度0.07～0.10mm，镀铬层硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光亮，工艺相对简单，成本较低。但硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度不能高于427℃。另外镀铬层结合力低，镀层易发生脱落。

（3）球阀球体表面采用等离子氮化，
表面硬度可达50～55HRC，氮化层厚度0.20～0.40mm，等离子氮化处理硬化工艺由于耐腐蚀性较差，不能在化工强腐蚀等领域使用。

（4）球阀球体表面超音速喷涂（HVOF）工艺，
硬度***高可达60～70HRC，集合强度高，厚度0.3～0.4mm，超音速喷涂是球体表面硬化主要工艺手段。在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体；带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体介质中大部分使用该硬化工艺。 超音速喷涂工艺是氧燃料燃烧产生高速气流加速粉末粒子撞击工件表面，形成致密表面涂层的一种工艺方法。在撞击过程中，由于粒子的速度较快（500～750m/s）且粒子温度较低（-3000℃），因此撞击工件表面后，可以获得高结合强度、低空隙率、低氧化物含量的涂层。
        HVOF的特点是合金粉末粒子速度超过音速，甚至是音速的2～3倍，气流速度是音速的4倍。 HVOF是一种新的加工工艺，喷涂厚度0.3～0.4mm，涂层与工件之间是机械结合，结合强度高（77MPa），涂层孔隙率低（＜1%）。该工艺对工件加热温度低（＜93℃），工件不变形，可进行冷喷涂。喷涂时，粉末粒子速度高（1370m/s），无热影响区，工件的成分和***无变化，涂层硬度高，可进行机加工。

（5）、喷焊是一种金属材料表面热喷涂处理工艺。
它是通过热源将粉末（金属粉末、合金粉末、陶瓷粉末均可）加热到熔融或达到高塑性状态后，依靠气流将其喷射，沉积到预先处理过的工件表面上，形成一层与工件表面（基材）结合牢固的涂（焊）层。 喷焊和堆焊硬化工艺中硬质合金与基体均具有熔融过程，硬质合金与基体集合处有热融区，为完全达到喷焊或堆焊硬质合金层性能，避免加工后焊接热融区为金属接触面，建议喷焊或堆焊硬质合金厚度需要大于3mm以上。

金属硬密封球阀的阀球和阀座采用合理的硬化工艺，可提高直接决定金属硬密封球阀的使用寿命和使用性能，合理的硬化工艺能降低制造成本。随着新技术的不断出现，必定会有更多的硬化处理工艺，金属硬密封阀门的硬化工艺和硬度配合是个非常复杂的问题，因此在对硬密封阀门设计、材料选择、硬化工艺和硬度配合，在根据工艺对硬密封球阀进行选型时应给予充分的重视。