高溫球閥耐磨粒的涂層噴涂方法技術

高溫球閥耐磨粒的涂層噴涂方法。近年來，激光等離子噴涂技術應用于機械零部件再制造研究已引起了廣泛的關注。采用激光等離子噴涂耐磨材料覆蓋磨蝕表面，不僅可以恢復使用失效的零件。本發明專利技術方法包括：采用閥芯球體材料40Cr13馬氏體不銹鋼作為噴涂基體材料，尺寸為?60mm×15mm；其化學成分（以質量分數計，下同）為：0.38%C、0.62%Si、0.80%Mn、0.050%P、0.030%S、12.87%Cr，經檢測，閥芯球體已經過淬火及低溫回火處理，其組織為回火馬氏體，硬度512～545HV

Coating and spraying method of wear-resistant particle of high temperature ball valve

Coating and spraying method of wear-resistant particle of high temperature ball valve. In recent years, laser plasma spraying technology has been paid more and more attention to the research of remanufacturing of mechanical parts. The use of laser plasma spraying wear-resistant materials covering the surface of abrasion, not only can be used to restore the failure of parts. The method of the invention includes: the valve core material of 40Cr13 martensitic stainless steel as base material for spraying, the size of 60mm * 15mm; the chemical composition (in mass fraction, the same below): 0.38%C, 0.62%Si, 0.80%Mn, 0.050%P, 0.030%S, 12.87%Cr, after testing, the valve core has been quenching and low temperature tempering, the the organization is martensite, hardness of 512 ~ 545HV

【技術實現步驟摘要】
高溫球閥耐磨粒的涂層噴涂方法
：本專利技術涉及一種高溫球閥耐磨粒的Al2O3TiO2和WC-Co涂層噴涂方法。
技術介紹
：近年來，激光等離子噴涂技術應用于機械零部件再制造研究已引起了廣泛的關注。采用激光等離子噴涂耐磨材料覆蓋磨蝕表面，不僅可以恢復使用失效的零件，而且可以提高材料的使用壽命，具有重要的應用價值和較好的經濟效益。金屬硬密封球閥能適用于高溫、高壓工況，具有流動阻力小、啟閉迅速、使用壓力、溫度范圍廣等特點。但是，當通過球閥介質為液固或氣固混合物料且固體顆粒硬度又很高時，調節閥球閥球體和閥體密封面對耐磨性能要求較高，特別是氣固混合介質引起的球體與閥座間的干摩擦，極易造成密封面的過度磨損或拉傷而最終導致失效。某企業重整催化劑再生系統采用美國某公司的高溫球閥，其壽命短則幾天，長則不到1個月。目前，解決的辦法是更換球閥或對球體和閥座密封面進行研磨后重新投入使用，但如此頻繁地更換或維修，不僅增加了生產成本和維護人員的勞動強度，且每年因閥門頻繁失效，造成停工、檢修所帶來的經濟損失達數百萬元。
技術實現思路
：本專利技術的目的是提供一種高溫球閥耐磨粒的Al2O3TiO2和WC-Co涂層噴涂方法。上述的目的通過以下的技術方案實現：一種高溫球閥耐磨粒的Al2O3TiO2和WC-Co涂層噴涂方法，該方法包括如下步驟：采用閥芯球體材料40Cr13馬氏體不銹鋼作為噴涂基體材料，尺寸為?60mm×15mm；其化學成分（以質量分數計，下同）為：0.38%C、0.62%Si、0.80%Mn、0.050%P、0.030%S、12.87%Cr，經檢測，閥芯球體已經過淬火及低溫回火處理，其組織為回火馬氏體，硬度512～545HV0.2；等離子噴涂喂料分別為納米Al2O3-13%TiO2與WC-12%Co粉末，其粉末粒度為50～500nm，2種涂層的厚度均約為50μm。采用維氏顯微硬度計測量涂層試樣表面的維氏硬度，試樣經打磨，拋光，加載時間5s，飽載時間10s，每個試樣連續測定5個點，取算術平均值，兩壓痕中心距離或任一壓痕中心距試樣邊緣的距離不小于3mm；上試樣為采用電刷鍍處刷鍍高速鎳鎢鍍層的閥座材料CY5SnBiM鎳基合金（ASME標準材料）銷（?5mm×12.7mm），下試樣為噴涂有Al2O3-TiO2與WC-Co金屬陶瓷涂層的40Cr13鋼盤（?60mm×15mm），在試驗前試樣均經過精磨，使其表面粗糙度Ra為0.2～0.3μm，試驗在大氣條件和干摩擦條件下進行，試驗溫度為室溫，載荷20N，滑動速度4.6m/s，滑動總行程為1920m，在試驗前后，將試樣放入盛有丙酮溶液的燒杯中，在超聲波清洗儀中清洗3～5min，干燥后用精度為0.1mg的賽多利斯BS224S電子天平稱量銷試樣磨損前后的質量損失；用精度為2μm的AF-LI型接觸與非接觸式表面輪廓測量儀測量盤試樣磨損表面凹坑寬度和深度，通過計算得到銷和盤的磨損體積損失。選用穩定階段的平均摩擦系數作為試驗結果，所有磨損量取3次試驗結果的算術平均值；用WE250型液壓拉伸驗機測定涂層與基體的結合強度，涂層熱震試驗是將試樣放入800℃溫度條件下的箱式電熱爐中，保溫20min，然后取出，放入室溫冷水中迅速冷卻至室溫，如此反復循環，進行100次循環試驗或直到涂層出現脫落現象，觀察每1個熱循環后涂層的變化情況，記錄第1次出現裂紋和第1次出現脫落現象所經歷的熱循環次數。本專利技術的有益效果：1、通過激光等離子噴涂涂層的耐磨性、顯微硬度、結合強度和抗熱震性性能試驗研究表明，本專利技術的Al2O3－TiO2金屬陶瓷涂層的綜合性能要優于WC－Co金屬陶瓷涂層，可采用Al2O3－TiO2金屬陶瓷涂層作為高溫球閥再制造的噴涂涂層。2、在本專利技術噴涂方法下的2種金屬陶瓷涂層均具有較高的顯微硬度和較小的孔隙率，組織致密，無明顯裂紋，呈典型的層狀結構。3、由金屬陶瓷涂層組成的摩擦副配對的耐磨性較原摩擦副配對有明顯提高。涂層摩擦副磨損機理是以磨粒磨損為主；原摩擦副配對是以疲勞磨損為主。具體實施方式：實施例1：一種高溫球閥耐磨粒的Al2O3TiO2和WC-Co涂層噴涂方法，該方法包括如下步驟：采用閥芯球體材料40Cr13馬氏體不銹鋼作為噴涂基體材料，尺寸為?60mm×15mm；其化學成分（以質量分數計，下同）為：0.38%C、0.62%Si、0.80%Mn、0.050%P、0.030%S、12.87%Cr，經檢測，閥芯球體已經過淬火及低溫回火處理，其組織為回火馬氏體，硬度512～545HV0.2；等離子噴涂喂料分別為納米Al2O3-13%TiO2與WC-12%Co粉末，其粉末粒度為50～500nm，2種涂層的厚度均約為50μm。采用維氏顯微硬度計測量涂層試樣表面的維氏硬度，試樣經打磨，拋光，加載時間5s，飽載時間10s，每個試樣連續測定5個點，取算術平均值，兩壓痕中心距離或任一壓痕中心距試樣邊緣的距離不小于3mm；上試樣為采用電刷鍍處刷鍍高速鎳鎢鍍層的閥座材料CY5SnBiM鎳基合金（ASME標準材料）銷（?5mm×12.7mm），下試樣為噴涂有Al2O3-TiO2與WC-Co金屬陶瓷涂層的40Cr13鋼盤（?60mm×15mm），在試驗前試樣均經過精磨，使其表面粗糙度Ra為0.2～0.3μm，試驗在大氣條件和干摩擦條件下進行，試驗溫度為室溫，載荷20N，滑動速度4.6m/s，滑動總行程為1920m，在試驗前后，將試樣放入盛有丙酮溶液的燒杯中，在超聲波清洗儀中清洗3～5min，干燥后用精度為0.1mg的賽多利斯BS224S電子天平稱量銷試樣磨損前后的質量損失；用精度為2μm的AF-LI型接觸與非接觸式表面輪廓測量儀測量盤試樣磨損表面凹坑寬度和深度，通過計算得到銷和盤的磨損體積損失。選用穩定階段的平均摩擦系數作為試驗結果，所有磨損量取3次試驗結果的算術平均值；用WE250型液壓拉伸驗機測定涂層與基體的結合強度，涂層熱震試驗是將試樣放入800℃溫度條件下的箱式電熱爐中，保溫20min，然后取出，放入室溫冷水中迅速冷卻至室溫，如此反復循環，進行100次循環試驗或直到涂層出現脫落現象，觀察每1個熱循環后涂層的變化情況，記錄第1次出現裂紋和第1次出現脫落現象所經歷的熱循環次數。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫球閥耐磨粒的Al

【技術特征摘要】
1.一種高溫球閥耐磨粒的Al2O3TiO2和WC-Co涂層噴涂方法，其特征是：該方法包括如下步驟：采用閥芯球體材料40Cr13馬氏體不銹鋼作為噴涂基體材料，尺寸為?60mm×15mm；其化學成分（以質量分數計，下同）為：0.38%C、0.62%Si、0.80%Mn、0.050%P、0.030%S、12.87%Cr，經檢測，閥芯球體已經過淬火及低溫回火處理，其組織為回火馬氏體，硬度512～545HV0.2；等離子噴涂喂料分別為納米Al2O3-13%TiO2與WC-12%Co粉末，其粉末粒度為50～500nm，2種涂層的厚度均約為50μm；采用維氏顯微硬度計測量涂層試樣表面的維氏硬度，試樣經打磨，拋光，加載時間5s，飽載時間10s，每個試樣連續測定5個點，取算術平均值，兩壓痕中心距離或任一壓痕中心距試樣邊緣的距離不小于3mm；上試樣為采用電刷鍍處刷鍍高速鎳鎢鍍層的閥座材料CY5SnBiM鎳基合金（ASME標準材料）銷（?5mm×12.7mm），下試樣為噴涂有Al2O3-TiO2與WC-Co金屬...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張淼，
申請(專利權)人：哈爾濱愛坦科技有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23