金屬硬密封球閥表面處理工藝對比及壽命測試.pdf

1、球閥密封面磨損破壞是球閥的主要失效形式之一，采用表面處理提高球閥密封面表面硬度和耐磨性，既能降低成本又能獲得良好的使用效果。目前溫州閥門企業(yè)對球閥密封面耐磨性研究主要是針對試樣進行的，忽略了實際工況的影響，同時也缺乏直接檢測不同表面處理工藝強化效果的方法和設施。為此本論文對比研究了滲氮、噴涂WC、噴焊Ni60和噴焊Ni60+PVD四種工藝的物理性能，并設計了一種模擬球閥實際使用工況的壽命測試裝置，在該裝置上對不同工藝的強化效果進行了檢測

2、。
　　由于自身工藝原因，滲氮強化層最薄，其它三種工藝都可以成型較厚的強化層。噴涂 WC孔隙率最大，二次重熔使噴焊 Ni60和噴焊 Ni60+PVD工藝的孔隙率比噴涂WC減小一半。四種工藝在幾何圓度誤差上均能滿足生產要求。四種工藝中噴焊Ni60表面硬度最低，滲氮和噴涂WC二者相近，均高于噴焊Ni60；噴焊Ni60+PVD復合工藝表面硬度最高，是單純噴焊 Ni60的2倍。噴涂 WC抗熱震性最差，噴焊Ni60次之，噴焊Ni60+PVD

3、復合工藝明顯優(yōu)于單純噴焊Ni60，但略低于滲氮工藝。滲氮工藝向不銹鋼基體滲入了N元素，引起不銹鋼貧鉻，導致耐腐蝕性下降，而其它三種工藝沒有這個問題，耐腐蝕性均優(yōu)于滲氮工藝。綜合以上結果認為：噴焊Ni60+PVD復合工藝綜合物理性能最好。
　　本論文設計了一種可以模擬球閥實際使用工況的壽命測試裝置，該裝置包括執(zhí)行系統(tǒng)、氣體增壓系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、閥門驅動裝置、閥門壓緊裝置和電氣控制系統(tǒng)6個部分，也可以根據(jù)企業(yè)自身條件對其進行簡化，降低試

4、驗裝置成本。
　　利用所設計的球閥壽命測試裝置對經過四種表面處理工藝強化后的球閥進行壽命測試。常溫0.6MPa低壓壽命試驗中，噴焊Ni60球閥使用壽命最短，球閥密封面強化效果最差。常溫5MPa高壓壽命試驗中，噴涂WC和噴焊Ni60+PVD復合工藝球閥使用壽命較長，噴涂WC球閥壽命略短，考慮其孔隙率大，抗熱震性較差，而噴焊Ni60+PVD復合工藝則沒有這樣的缺點，認為復合工藝強化效果最好。對強化效果最好的噴焊Ni60+PVD復合工藝