Descripción general del proceso de endurecimiento de la válvula de bola sellada de metal

1 Visión general

En el medio de fluido de alta viscosidad, fluido mezclado con polvo y partículas sólidas, y fluido fuertemente corrosivo en el campo de la planta de energía térmica, el sistema petroquímico y la industria química del carbón, la válvula de bola necesita seleccionar la válvula de bola de sello duro de metal, por lo que es muy importante seleccionar el proceso de endurecimiento apropiado de la bola de bola de sello duro de metal y el asiento de la válvula.

2 método de endurecimiento de la bola de bola de sello duro de metal bola y asiento de la válvula

En la actualidad, los procesos de endurecimiento comúnmente utilizados para la superficie de las válvulas de bola de sello duro de metal incluyen principalmente lo siguiente:

(1) La superficie (o soldadura por pulverización) de carburo cementado en la superficie de la esfera tiene una dureza de más de 40HRC. El proceso de superficie de carburo cementado en la superficie de la esfera es complejo, la eficiencia de producción es baja y la superficie de gran área es fácil de deformar las piezas. En la actualidad, el proceso de endurecimiento de la superficie de la esfera rara vez se utiliza.

(2) La superficie de la esfera está chapada con cromo duro con una dureza de 60 ~ 65hrc y un grosor de 0.07 ~ 0.10mm. La capa de cromado tiene alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y puede mantener la superficie brillante durante mucho tiempo. El proceso es relativamente simple y el costo es bajo. Sin embargo, la dureza del recubrimiento de cromo duro disminuirá rápidamente debido a la liberación de tensión interna cuando aumenta la temperatura, y su temperatura de trabajo no puede ser superior a 427 ° C. Además, la fuerza de unión de la capa de cromado es baja y el recubrimiento es fácil de caer.

(3) La nitruración por plasma se adopta en la superficie de la esfera, con una dureza superficial de 60 ~ 65hrc y un espesor de capa de nitruración de 0.20 ~ 0.40mm. Debido a la mala resistencia a la corrosión, el proceso de endurecimiento por nitruración por plasma no se puede utilizar en los campos de fuerte corrosión química.

(4) El proceso de pulverización de alta velocidad (HVOF) en la superficie de la esfera tiene la dureza más alta de 70 ~ 75hrc, alta resistencia al agregado y espesor de 0.3 ~ 0.4mm. La pulverización supersónica es el principal medio de proceso para el endurecimiento de la superficie de la esfera. Fluido de alta viscosidad en central térmica, sistema petroquímico e industria química del carbón; El proceso de endurecimiento se utiliza principalmente en fluidos mixtos con polvo y partículas sólidas y medios fluidos fuertemente corrosivos.

El proceso de pulverización supersónica es un método de proceso en el que la combustión de combustible de oxígeno produce un flujo de aire de alta velocidad para acelerar las partículas de polvo para impactar la superficie de la pieza de trabajo y formar un recubrimiento de superficie densa. En el proceso de impacto, debido a que la velocidad de la partícula es rápida (500 ~ 750 m / s) y la temperatura de la partícula es baja (- 3000 ° C), el recubrimiento con alta resistencia de unión, baja porosidad y bajo contenido de óxido se puede obtener después de impactar la superficie de la pieza de trabajo. La velocidad de las partículas es 4 veces la velocidad del sonido, incluso más que la velocidad del sonido de las partículas.

HVOF es una nueva tecnología de procesamiento, con un espesor de pulverización de 0.3 ~ 0.4 mm, unión mecánica entre el recubrimiento y la pieza de trabajo, alta resistencia a la unión (77MPa) y baja porosidad del recubrimiento (< 1%).="" the="" heating="" temperature="" of="" the="" workpiece="" is="" low="">< 93="" ℃),="" the="" workpiece="" is="" not="" deformed,="" and="" cold="" spraying="" can="" be="" carried="" out.="" when="" spraying,="" the="" powder="" particle="" velocity="" is="" high="" (1370m="" s),="" there="" is="" no="" heat="" affected="" zone,="" the="" composition="" and="" structure="" of="" the="" workpiece="" have="" no="" change,="" and="" the="" coating="" hardness="" is="" high,="" so="" it="" can="" be="">

La soldadura por pulverización es un tipo de proceso de pulverización térmica para la superficie de materiales metálicos. Después de que el polvo (polvo de metal, polvo de aleación y polvo de cerámica) se calienta para fundirse o alcanzar un estado plástico alto a través de una fuente de calor, se rocía por flujo de aire y se deposita en la superficie de la pieza de trabajo pretratada para formar una capa de recubrimiento (soldadura) firmemente combinada con la superficie de la pieza de trabajo (sustrato).

En el proceso de soldadura por pulverización y endurecimiento de la superficie, el carburo cementado y la matriz tienen un proceso de fusión, y hay una zona de fusión en caliente en la recolección de carburo cementado y la matriz. Para lograr completamente el rendimiento de la soldadura por pulverización o la superficie de la capa de carburo cementado y evitar la zona de fusión en caliente de soldadura como superficie de contacto metálico después del procesamiento, se recomienda que el espesor de la soldadura por pulverización o la superficie del carburo cementado sea superior a 3 mm.

3 coincidencia de dureza de la superficie de contacto entre la válvula de bola de sello duro y el asiento de la válvula

La superficie de contacto deslizante de metal debe tener una cierta diferencia de dureza, de lo contrario es fácil de morder. En la aplicación práctica, la diferencia de dureza entre la bola de la válvula y el asiento de la válvula es generalmente de 5 ~ 10 horas, lo que permite que la válvula de bola tenga una mejor vida útil. Debido al complejo procesamiento y al alto costo de procesamiento de la pelota, para proteger la pelota del daño y el desgaste, la dureza de la bola es generalmente más alta que la de la superficie del asiento de la válvula.

Hay dos tipos de coincidencia de dureza ampliamente utilizados para la coincidencia de dureza de la superficie de contacto entre la bola de la válvula y el asiento de la válvula: (1) la dureza de la superficie de la bola de la válvula es de 55HRC y la superficie del asiento de la válvula es de 45hrc. La superficie de la bola de la válvula se puede rociar con aleación Stellite 20 a velocidad supersónica, y la superficie del asiento de la válvula se puede superponer con la aleación Stellite 12. Esta coincidencia de dureza es la coincidencia de dureza más utilizada para válvulas de bola selladas de metal, que pueden cumplir con los requisitos de desgaste convencionales de las válvulas de bola de metal sellado duro; (2) La dureza de la superficie de la bola de la válvula es de 68 horas, la superficie del asiento de la válvula es de 58 horas, la superficie de la bola de la válvula se puede rociar con carburo de tungsteno a velocidad supersónica y la superficie del asiento de la válvula se puede rociar con aleación stellite20 a velocidad supersónica. Esta dureza es ampliamente utilizada en el campo de la industria química del carbón, con alta resistencia al desgaste y vida útil.

En países extranjeros, se utiliza la coincidencia con la misma dureza superficial de la bola de la válvula y el asiento de la válvula. La dureza superficial de la bola de la válvula y el asiento de la válvula es superior a 72 horas mediante el proceso de carburo de tungsteno por pulverización supersónica. Incluso bajo la condición de dureza ultra alta, la superficie de contacto de la bola de la válvula y el asiento de la válvula no es fácil de morder. Sin embargo, en la actualidad, no existe un proceso de molienda maduro para la bola de la válvula y el asiento de la válvula con una dureza superficial superior a 72 horas en China, por lo que es difícil garantizar la coincidencia entre la bola de la válvula y el asiento de la válvula, por lo que rara vez se usa.

4 precauciones para el endurecimiento de la bola de bola de sello duro y el asiento de la válvula

La bola y el asiento de la válvula de bola sellada duramente de metal generalmente están hechos de acero inoxidable o materiales resistentes a la corrosión. De lo contrario, la capa de unión entre el carburo cementado y el asiento de la válvula (o bola de válvula) es fácil de corroer por el medio, y la capa de carburo cementado se cae, lo que afecta la vida útil de la válvula de bola.

Además, se debe seleccionar el proceso de endurecimiento adecuado para diferentes materiales de asiento de válvula (o bola de válvula). Los materiales de acero inoxidable dúplex son ampliamente utilizados en el campo de la industria química del carbón. Los materiales de acero inoxidable dúplex tienen una buena resistencia a la fatiga por corrosión y resistencia a la corrosión por desgaste.

El acero inoxidable dúplex es un tipo de acero con estructura de ferrita y austenita. La estructura de ferrita y austenita representa aproximadamente el 50% respectivamente, y la estructura de dos fases existe de forma independiente. Su rendimiento se caracteriza por las características tanto del acero inoxidable austenítico como del acero inoxidable ferrítico. En las características del acero inoxidable ferrítico, cuando la temperatura está en el rango de 400 ~ 500 ° C, se producirá una fuerte fragilidad después de un aislamiento prolongado. Este fenómeno generalmente se llama fragilidad de 475 °C; Cuando la temperatura supera los 400 ~ 500 ° C, las propiedades del acero inoxidable dúplex se destruirán.

Si se adopta el proceso de soldadura por pulverización o carburo cementado de superficie para el acero inoxidable de doble fase, el proceso de fusión del carburo cementado y la matriz (la temperatura es generalmente superior a 900 ° C) dañará la estructura metalográfica del acero inoxidable de doble fase, por lo que el material de acero inoxidable de doble fase no es adecuado para el proceso de endurecimiento de carburo cementado de soldadura por pulverización (o soldadura en pilas). El proceso de endurecimiento de la superficie del acero inoxidable dúplex es adecuado para el proceso de pulverización supersónica. El proceso de endurecimiento debe garantizar que no pueda dañar la estructura metalográfica de la matriz de acero inoxidable dúplex.