Przegląd procesu hartowania metalowego zaworu kulowego
Feb 07, 2022
1. Przegląd
W medium o wysokiej lepkości płynu, zmieszanym płynie z pyłem i cząstkami stałymi oraz silnie korozyjnym płynie w dziedzinie elektrociepłowni, instalacji petrochemicznej i przemysłu chemicznego węgla, zawór kulowy musi wybrać metalowy zawór kulowy z twardą uszczelką, więc Bardzo ważne jest, aby wybrać odpowiedni proces hartowania kuli i gniazda zaworu kulowego z uszczelką metalową.
2 metoda hartowania metalowej twardej uszczelki kulowej zaworu kulowego i gniazda zaworu;
Obecnie procesy hartowania powszechnie stosowane do powierzchni metalowych zaworów kulowych z twardą uszczelką obejmują głównie:
(1) Węglik spiekany do napawania (lub spawania natryskowego) na powierzchni kulki ma twardość powyżej 40HRC. Proces napawania węglika spiekanego na powierzchni kuli jest złożony, wydajność produkcji jest niska, a napawanie dużych powierzchni jest łatwe do odkształcenia części. Obecnie rzadko stosuje się proces utwardzania powierzchni kuli.
(2) Powierzchnia kuli jest pokryta twardym chromem o twardości 60 ~ 65hrc i grubości 0,07 ~ 0,10 mm. Warstwa chromu ma wysoką twardość, odporność na zużycie, odporność na korozję i może utrzymywać powierzchnię przez długi czas. Proces jest stosunkowo prosty, a koszt niski. Jednak twardość twardej powłoki chromowej będzie gwałtownie spadać ze względu na uwalnianie się naprężeń wewnętrznych przy wzroście temperatury, a jej temperatura pracy nie może być wyższa niż 427 stopni. Dodatkowo siła wiązania warstwy chromu jest niewielka, a powłoka łatwo odpada.
(3) Azotowanie plazmowe stosuje się na powierzchni kuli o twardości powierzchni 60 ~ 65hrc i grubości warstwy azotującej 0,20 ~ 0,40 mm. Ze względu na słabą odporność na korozję, proces hartowania przez azotowanie plazmowe nie może być stosowany w obszarach silnej korozji chemicznej.
(4) Proces natryskiwania z dużą prędkością (HVOF) na powierzchni kuli ma najwyższą twardość 70 ~ 75hrc, wysoką wytrzymałość kruszywa i grubość 0.3 ~ 0,4 mm. Natrysk naddźwiękowy jest głównym środkiem procesu utwardzania powierzchni kuli. Płyn o dużej lepkości w elektrociepłowni, instalacji petrochemicznej i przemyśle węglowo-chemicznym; Proces hartowania stosowany jest głównie w płynach mieszanych zawierających pył i cząstki stałe oraz silnie korozyjne media płynne.
Naddźwiękowy proces natryskiwania to metoda procesowa, w której spalanie paliwa tlenowego wytwarza szybki przepływ powietrza w celu przyspieszenia cząstek proszku, które uderzają w powierzchnię przedmiotu obrabianego i tworzą gęstą powłokę powierzchni. W procesie uderzenia, ponieważ prędkość cząstek jest duża (500 ~ 750 m / s), a temperatura cząstek jest niska (stopni - 3000), można uzyskać powłokę o wysokiej sile wiązania, niskiej porowatości i niskiej zawartości tlenków po uderzeniu w powierzchnię przedmiotu obrabianego. Prędkość cząstek jest 4 razy większa od prędkości dźwięku, nawet więcej niż prędkość dźwięku cząstek.
HVOF to nowa technologia przetwarzania, z grubością natrysku {{0}}.3 ~ 0,4 mm, mechanicznym wiązaniem między powłoką a przedmiotem obrabianym, wysoką siłą wiązania (77 MPa) i niską porowatością powłoki (< 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="">
Spawanie natryskowe to rodzaj procesu natryskiwania cieplnego powierzchni materiałów metalowych. Po podgrzaniu proszku (proszek metalowy, proszek stopowy i proszek ceramiczny) w celu stopienia lub osiągnięcia wysokiej plastyczności przez źródło ciepła, jest on natryskiwany strumieniem powietrza i osadzony na wstępnie obrobionej powierzchni przedmiotu obrabianego w celu utworzenia warstwy powłoki (spawania) mocno połączone z powierzchnią przedmiotu obrabianego (podłożem).
W procesie zgrzewania natryskowego i utwardzania powierzchniowego węglik spiekany i osnowa podlegają procesowi topienia, a przy zbieraniu węglika spiekanego i osnowy znajduje się strefa gorącego stopu. Aby w pełni osiągnąć wydajność spawania natryskowego lub napawania warstwy węglika spiekanego i uniknąć strefy spawania topliwego jako metalowej powierzchni styku po obróbce, zaleca się, aby grubość spawania natryskowego lub napawania węglika spiekanego była większa niż 3 mm.
3 dopasowanie twardości powierzchni styku między zaworem kulowym z twardą uszczelką a gniazdem zaworu;
Metalowa powierzchnia styku ślizgowego musi mieć pewną różnicę twardości, w przeciwnym razie łatwo ją ugryźć. W praktycznym zastosowaniu różnica twardości między kulą zaworu a gniazdem zaworu wynosi zwykle 5 ~ 10 godzin, co umożliwia dłuższą żywotność zaworu kulowego. Ze względu na złożoną obróbkę i wysokie koszty obróbki kuli, w celu ochrony kuli przed uszkodzeniem i zużyciem, twardość kuli jest na ogół wyższa niż twardość powierzchni gniazda zaworu.
Istnieją dwa rodzaje dopasowywania twardości szeroko stosowane do dopasowywania twardości powierzchni styku między kulą zaworu a gniazdem zaworu: ① twardość powierzchni kuli zaworu wynosi 55HRC, a powierzchnia gniazda zaworu wynosi 45hrc. Powierzchnię kuli zaworu można natryskiwać stopem Stellite 20 z prędkością ponaddźwiękową, a powierzchnię gniazda zaworu można pokryć stopem Stellite 12. To dopasowanie twardości jest najczęściej stosowanym dopasowaniem twardości dla metalowych uszczelnionych zaworów kulowych, które mogą spełniać konwencjonalne wymagania dotyczące zużycia metalowych zaworów kulowych z twardym uszczelnieniem; ② Twardość powierzchni kuli zaworu wynosi 68 godz., powierzchnia gniazda zaworu wynosi 58 godz., powierzchnię kuli zaworu można natryskiwać węglikiem wolframu z prędkością ponaddźwiękową, a powierzchnię gniazda zaworu można natryskiwać stopem stellit20 przy prędkość ponaddźwiękowa. Twardość ta jest szeroko stosowana w przemyśle chemicznym węgla, o wysokiej odporności na zużycie i żywotności.
W innych krajach stosuje się dopasowanie o tej samej twardości powierzchni kuli zaworu i gniazda zaworu. Twardość powierzchni kuli zaworu i gniazda zaworu jest większa niż 72 godziny w procesie natryskiwania naddźwiękowego węglika wolframu. Nawet w warunkach bardzo wysokiej twardości powierzchnia styku kuli zaworu i gniazda zaworu nie jest łatwa do gryzienia. Jednak obecnie w Chinach nie ma dojrzałego procesu szlifowania kuli zaworu i gniazda zaworu o twardości powierzchni większej niż 72 godziny, dlatego trudno jest zapewnić dopasowanie między kulą zaworu i gniazdem zaworu, dlatego jest on rzadko używany.
4 środki ostrożności dotyczące utwardzania kuli i gniazda zaworu kulowego z uszczelką twardą;
Kula i gniazdo zaworu metalowego, uszczelnionego zaworu kulowego są zazwyczaj wykonane ze stali nierdzewnej lub materiałów odpornych na korozję. W przeciwnym razie warstwa wiążąca między węglikiem spiekanym a gniazdem zaworu (lub kulą zaworu) łatwo ulega korozji przez medium, a warstwa węglika spiekanego odpada, wpływając na żywotność zaworu kulowego.
Ponadto należy dobrać odpowiedni proces hartowania dla różnych materiałów gniazda zaworu (lub kuli zaworu). Materiały ze stali nierdzewnej typu duplex są szeroko stosowane w przemyśle chemicznym węgla. Materiały ze stali nierdzewnej typu duplex mają dobrą odporność na zmęczenie korozyjne i odporność na korozję na zużycie.
Stal nierdzewna typu duplex to rodzaj stali o strukturze zarówno ferrytu, jak i austenitu. Struktura ferrytu i austenitu stanowi odpowiednio około 50 procent, a struktura dwufazowa istnieje niezależnie. Jego wydajność charakteryzuje się właściwościami zarówno austenitycznej stali nierdzewnej, jak i ferrytycznej stali nierdzewnej. W charakterystyce ferrytycznej stali nierdzewnej, gdy temperatura jest w zakresie 400 ~ 500 stopni, po długotrwałej izolacji wystąpi silna kruchość. Zjawisko to jest ogólnie nazywane kruchością 475 stopni; Gdy temperatura przekroczy 400 ~ 500 stopni, właściwości stali nierdzewnej typu duplex zostaną zniszczone.
Jeśli proces spawania natryskowego lub napawania węglika spiekanego zostanie przyjęty dla dwufazowej stali nierdzewnej, proces topienia węglika spiekanego i matrycy (temperatura jest zwykle wyższa niż 900 stopni) spowoduje uszkodzenie struktury metalograficznej dwufazowej stali nierdzewnej, a więc dwufazowej stali nierdzewnej nie nadaje się do spawania natryskowego (lub nasypowego) procesu utwardzania węglika spiekanego. Proces hartowania powierzchni stali nierdzewnej typu duplex nadaje się do procesu natryskiwania naddźwiękowego. Proces hartowania musi zapewnić, że nie może uszkodzić struktury metalograficznej osnowy ze stali nierdzewnej typu duplex.
