阀门表面硬化处理

1、阀门表面硬化处理综合比较与选用1. 表面硬化处理的目的1. 提高工件的耐磨性能2.提高工件的耐腐蚀性能3.提高工件的耐高温性能4.提高改变工件表面硬度，形成硬度差，防咬死。常规情况下，球体与阀座的硬度哪个大？为什么？硬度差差值为多少？普通钢材的洛氏硬度为多少?常规情况下，球体与阀座的硬度哪个大？为什么？硬度差差值为多少？5HRC20钢材的洛氏硬度为多少?132HB 38-44HRC球阀是工业管路应用最多的阀门种类之一，其开关灵活方便，密封可靠，流通能力大，流阻小，压降低。可以用于气体，液体，含有固体颗粒的介质混合液。软密封球阀由于阀座采用聚四氟乙烯(PTFE)，对位聚苯PPL等塑料，对介质的温

2、度和压力都有所限制，不能用于高温高压的工况。 现代工业生产装置都是向高温高压方向发展，尤其在石油，煤化工，化肥，电站等行业，对球阀提出更高的要求，金属硬密封耐磨球阀的出现可以满足上述要求。硬密封球阀主要是阀座采用金属材料，并对阀座和球体表面进行耐磨硬化处理。有表面镀硬铬，表面渗氮处理，表面对焊司太立(Stillite)钴基硬质合金等方法。随着表面处理技术的发展，近年来出现超音速火焰喷涂（HVOF），镍基合金热喷涂技术，激光熔覆技术等新技术。2.表面硬化的定义与分类定义：通过特殊工艺高工件表面硬度。根据其工艺原理，分为：1.通过改变工件基质物理结构方式，主要是淬火，锻造等方法。2.通过化学方法例

3、如滲氮，滲碳等。3.高温熔融覆层法。2.1 淬火锻打2.1.1 淬火钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢

4、材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。20钢材淬火后硬度能达到43-48HRC2.1.2锻打冷锻热锻通过提高工件密度组织排列规则度的方式提高机械性能（表面硬度）。2.2 化学滲透法2.2.1 滲碳将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900-950C),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类。(1)碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56-62HRC。但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损

5、的小型零件,如轴套、链条等。(2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。(3)中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等。 固体渗碳;液体渗碳;气体渗碳-渗碳温度为900-950C,表面层w(碳)为0.8-1.2,层深为0.5-2.0mm。2.2.2 滲氮钢的渗氮-(强化渗氮;抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面,形成富氮硬化

6、层的一种化学热处理工艺。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:高的硬度和耐磨性, 高的疲劳强度,较高的抗咬合性,较高的抗蚀性,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小,体积稍有胀大。缺点是周期长(一般气体 渗氮工艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆,不能承受太大问接触应力和冲击载荷。渗氮用钢-从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。但我们只将那些适用可渗氮处理并能获得满意效果的钢才称为渗氮用钢。凡Cmo、V、 Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜,对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、

7、球墨铸铁等均可进行渗氮。38CrMoAlA钢经过渗氮表面硬度高达100-1200HV(相当67-72HRC)2.3化学熔融覆层法2.3.12.3.1超音速火焰喷涂超音速火焰喷涂（HVOFHVOF）工艺是基于一高压内燃系统,与微型火箭引擎相似。喷涂过程中，燃料与氧混合产生温度为2800的超声气流(大于2000 m/s)。极高的速度将耐磨粉末涂层材料喷涂到基体材料表面。涂层的硬度甚至可以达到HRC74以上。常用的超音速喷涂材料有：碳化钨钴、碳化钨钴铬、镍基合金、碳化铬、陶瓷等。碳化钨钴及碳化钨钴铬的使用温度一般不超过540，要适用于更高的温度，通常可以采用碳化铬及陶瓷等喷涂材料。 2.3.2 镍基合金热喷涂镍基合金热喷涂是目前在金属硬密封球阀上成功应用的一种密封面硬化方法，镍基合金耐磨、耐腐蚀、耐温等，其综合性能优良，适用于灰水、黑水、煤浆、煤渣等多种工况介质。镍基合金是一种自溶合金，主要成分包括镍、铬、硼、硅，其中镍是主要成分，也是耐磨材料与基体材料的粘合剂，根据配比成分的不同，可以获得不同的硬度，金属硬密