通用阀门密封面喷焊材料及密封副的研究.pdf

年第期一 通用阀门密封面喷焊材料及密封副的研究 沈阳阀门研究所王德权李爱国候占奎赵颖 丹东市钢窗厂杨木川合金粉末厂刘宝臣 摘要应用 于工业 生产 条件下的等 离子喷焊通用阀门密封面大部分雷 采取预 热 、 缓冷等工艺 措施 。 合金粉 末不雷预热焊 , 各项性 能均达到阀门使用性 能 要 求 , 经与配 成密封副 , 其耐 擦伤寿命达国内最好水平 , 并解决了较大 口径阀门冷焊问题 。 主题词阀门密封面喷焊材料合金粉 一 、 概况 等离子 粉 末喷焊 同手 工 电弧 堆焊相比具 有熔深浅 , 节 省堆焊材料 , 生产率高等特点 。 铁 基铬锰 合金粉末是 目前我国等离子 喷焊 材料 中价 格较低而寿命较高的一种材料 。 从喷 焊 工 艺考 虑 , 目前冷 焊以下 的 粉 末 有 , 、 等 , 冷焊一的铁基 粉末 有 一 等 , 从提 供 的 数 据 看 , 寿命在 之 下 , 而价 格较 高 。 为保证 阀门的使 用寿 命 , 降低密封而的制造成本在 分析国产铁 基 合 金粉末特 点后 , 研制了目前价格低 抗裂性 好的 合金粉末 用于阀门密封而制造 。 二 、 阀门密封而合金的选择及摩 擦副的确定 根 据阀 门工作 条件 的不 同 , 对 阀门密封面 有不 同的要求 。 工 作温度 低于 心的阀 门密 封面 , 要有良好的耐擦伤性能耐腐蚀性 能 适 宜的硬度 , 良好 的热 态组织稳定性 , 抗裂性及工 艺性等 。 根据对 密封面材 料的要求为使合金的金 相组 织在热态下使用稳 定 , 其基体应 为奥 氏体 或奥 氏体加铁素体双相组织 。 为提高其硬度和 耐擦伤性能 , 应 加入一定数量的强 化元 素 , 这些 元素形 成 碳 化物 或 金属间化合物 , 在基体 中起 固溶 强 化 或 沉淀 硬 化作用增 加 基体的抗 擦 伤 性 能 。 这 些碳 化物或金属间化合物呈 一定形式 和数量上的分布 , 形成耐磨硬质相 , 从而提高 合 金的耐磨 、 耐擦伤等综 合性能 。 经典擦伤理论认为 , 相互摩擦的表面 , 在移 动过程中 , 一个面上的微突起 , 在压 力作用下嵌 入另一表面中 , 随着两个面的相互移动 , 使这 一 微突起 “ 犁入 ”另一面极 小的局部 , 发生 “ 粘 合 ” 即原子间结 合 。 随着两面的相互移动 , 又与其相 隋表面局部 产生撕裂 , 也就是擦伤 。 提高材料表 面硬度 , 在软基体上大量分布硬质相 , 可提高材 料表面粘着功能 , 提高材料的耐擦伤性能 。 根据 对材 料 基体 、 金属间化合物及硬 度的 要求经过 分析 , 参照 自熔性 合金粉 末的成 分 , 确定合金的成分表 。 表合金粉末成分及硬度 化学 成分硬度 余 一 经典 的摩擦理论认为 , 同种材料相 互摩擦 时产 生擦伤的机 会多 , 异种 材料摩擦时产生擦 伤的机 会 少二目前 , 我国生产的 合金粉末除钻 基 、镍 基 、铜 基粉末外, 主要是铁基合金粉末 。铁 基 粉 末 中基本都是 一 系统 材料 。 它 们与 属同一种类型 , 故 未选用这类材料与 配对 而选 用价格低 寿命高 的铁基铬锰合金粉 末堆焊合金与其配对 并与其 自 身配对相比较 。 这样选择的密封副 , 为 目前价格 一一 年第期 较低的材料 。 三 、 合金粉末的性能 物理性能 为降低 粉 末的制造成本 , 该 粉末 采用水 雾 化方法制得 。 由于水雾化异形粉较多 , 为保证喷 焊工艺 , 避免堵枪 等问题 , 选用粒度一 目英寸的粗粉 粉末的流动性及松装密度按有 关国家标准检查 表 。 表粉末物理性能 流动性松装密度 。一 硬 度 对喷焊 合金 的 焊 层 进 行常 温及高温 硬度测定 , 结 果见表 它表征密封面材料耐金属间磨损的能力 。 试块 分 别选择 、 介 自身搭 配及 与合金搭配 。 实验结果见表 。 耐腐蚀性能 将喷焊合金在 典型介 质 中进行耐蚀 性试验 , 试验结果 见表 。 由表可见 , 除在 , 中外 , 在其余介质中耐蚀性均好 。 表 中只有在试验 结果 为增重 , 其余 为失重 。 由数据可见 , 随试验时间的延长 , 在试 样表面形成保护膜 , 而数据值减小 。 热处理条件对合金硬度的影响 实际生产 中工件型状不同 , 尺寸不 同 , 气候 变化等原 因均会对焊 层冷却速度 有一定 影 响 。 为确定该合金的回火制度 , 对焊层进行 了 不 同加热温度及冷却 条件的硬度测 定 , 其结 果 见表 、。 表合金硬度 表合金耐腐蚀性试验结果失重 试验 时 间小时 温度 硬度 试验介质 耐蚀级 别 , 乡石 耐蚀 , 耐蚀性差 完全耐蚀 一 写 了 耐蚀 ,一 完全耐蚀 表冷却方式对焊层硬度的影响 焊后 空冷焊后水冷焊后沪 冷 率擦副 表 月 耐擦伤试验结果 试块硬度出现擦 伤平均 时的次 效次数 一 表 回火 小时温度对焊层硬度的影响 原始硬度回火温度 回火后 硬度 公 尸 。 。 沙 一 , ,曰 耐擦伤性能 阀门密 封 面 使 用 中 失 效的主 要 形 式 是 擦 伤 。 耐擦伤性能试验是在擦伤试验机上进 行的 热态组织稳定性 实际 使用的阀门 , 大部分在热 态下运行 。 为 年第期 了解合金在长期运行 后硬度的变化 , 将焊 层在 下进行 了 小时 时效处理 , 其硬 度变化如图所 示 。 由图可见合金 经 小时 时效处理后 , 其硬度 呈上升 趋势 , 而硬度随时间变化呈下降趋势 。 寿命试验规程 ”进行 寿命试验 , 结果列于表 。 按 阀门寿命分等规定 , 两 种摩擦副均达到优等 品等级 , 优于 。 表闸板抗裂试验结果 粉末牌号喷焊闸板数裂纹闸板数一次合格率备注 改型 表寿命试验记录 开关 次数 泄 谕量滴 开 关 次数 泄漏量滴 污汤 时间 凡 恻 溯绷 图焊层合金常温硬度 与 亡时效处理时 间的关 系 抗裂性 抗裂性试 验 是 在 刀 闸板 上进 行的即 采用等离子 喷焊工艺 , 将几种 材 料作 为填 充 材 料冷焊在闸板上 , 而后加工成光平面 , 观察其产 生裂纹情况表 。 根据 试验结果 , 对又 进行 了闸板抗裂试验 。 共喷焊块 合 格率写 。 因而选用粉 末进 一步试验 。 改型的因含 碳 量 低于 , 考虑 材料 供应有困难 , 故未继 续进 行 。 使用寿命 台 架试验 用和摩擦 副制 成 闸阀密封 面 按 一 “ 网阀静压 加 预紧力 工况使用情况 采用摩擦副在批量生产条件下 生产 的 阀 门 , 分 别在 几个使用单位进行了工 业 性使用考核表 。 到年月 , 使用时间 最 长 达 三年 , 使用温 度 最 高 为 , 介 质 为 水 、 蒸汽 、 化工及石油产品 , 运行安全可靠 , 用户 满意 。 表工况使 用情况 使 用单 位型号 安装时间累计时间 温度 介质 抚顺石油一厂 抚顺石油一厂 抚顺石油二 厂 抚顺石油三厂 沈阳热电厂 入 一 钧切换 使用条件 压力 入 入 刀, 蒸汽 、 渣油 甲乙酮 、 甲苯 含硫醇 、 汽 油 汽油 含煤灰水 年月 年 了月 臼 年月 年月 年月 年 个 月 年 年 年 年个月 年第期 等硬质相 。 它 们呈点状和 条状分 布 , 基本上 不形 成网状交叉的脆性 组织 , 是该 材料抗裂性良好 的基本原因 。 、 等 金属 间化 合物 强 化 了奥氏体 的基体 , 同时他们本身就是耐磨硬质相 , 从而起 到耐磨损 、 耐擦伤的作用 。 摩擦副有 相当高的耐擦伤性 能 , 寿命试 验达 “ 优等品 ”等 级 , 耐擦伤试验证明 , 其寿命居国 内领先水平 。 用等离子喷焊代替合金自动堆 焊 , 可避 免 合金成分和硬度受工艺因素影响较 大的缺点 。 喷焊 刀 闸板其成本与自动堆焊 基本相同 。 喷焊小口径闸板其经济效益显著 。 生 产证明 , 合金粉末 适合于批量 生 产 , 生 产 质量稳定 , 性能可靠 。 千分尺的改进 唐山市第一阀门厂姚淑芹 我厂生 产 的 中 低 压阀门 规 格从 八 , 由于 品种 多 , 机加工工 序 也 多。 几年 来 , 为便于检 测 我 们对 很 多工 序 采用了专用卡 规 、 卡板及塞规等专 用量具 。 但对一些精 加工的 轴类和阀体密封圈孔 的测量为保证 其零件 的 加工精度 , 采用外径千分尺 轴类或百分表内 孔 来测量 。 每 台机床都需要配 备相应的外径千 分尺 尤其 是质检人员 。 为 了减少千分尺 数量 的配 备 , 从 而 达到节约资金的目 , 我 们 将 的外径 千分尺进行 了改制图 。 改制 后其测量范 围为一可代替原来的 四把外径千分尺 。 首先将 中间带有 排气小孔的联接套装 在千 分尺的固定座 上 , 然后 再放入被 测零件所 需要 的标准杆来配合使用 , 实测尺寸等于读数减去 标准杆的长度即 、 或 。 当被 测零 件大于时 , 与使用普通千分尺一样 。 产产 沙沙 图改进后的千分尺 联接套标准 杆被测零件 改制后的千分尺达到 了一把代替 多把的目 的 , 使 用范围广 , 适用性强 。 新型蝶阀专利技术转让 一种换代新型蝶限最近已被授于实用新型专利 。 蝶阀广泛应用于石油 、 化 工 、 水利 、 给排水 、 采暖 、 空调及食品等管道中 , 功能与闸阀 、 球阀同 。 蝶阀轻便 、 紧凑 、 成本低 , 日益受 到偏爱 , 需求激增 。 但目前蝶阀使用寿命低 , 限制了其发展 。 本实用新型以全新原理