Ikhtisar Proses Pengerasan Katup Bola Tertutup Logam

1 Ikhtisar

Dalam medium cairan kental tinggi, cairan campuran dengan debu dan partikel padat, dan cairan yang sangat korosif di bidang pembangkit listrik termal, sistem petrokimia dan industri kimia batubara, katup bola perlu memilih katup bola segel keras logam, sehingga sangat penting untuk memilih proses pengerasan yang tepat dari bola katup bola segel keras logam dan dudukan katup.

2 metode pengerasan bola katup bola segel keras logam dan kursi katup

Saat ini, proses pengerasan yang biasa digunakan untuk permukaan katup bola segel keras logam terutama meliputi:

(1) Karbida disemen permukaan (atau pengelasan semprot) pada permukaan bola memiliki kekerasan lebih dari 40HRC. Proses karbida disemen permukaan pada permukaan bola itu rumit, efisiensi produksinya rendah, dan permukaan area yang luas mudah untuk merusak bagian-bagiannya. Saat ini, proses pengerasan permukaan bola jarang digunakan.

(2) Permukaan bola dilapisi dengan krom keras dengan kekerasan 60 ~ 65hrc dan ketebalan 0.07 ~ 0,10mm. Lapisan pelapis kromium memiliki kekerasan tinggi, ketahanan aus, ketahanan korosi dan dapat menjaga permukaan tetap cerah untuk waktu yang lama. Prosesnya relatif sederhana dan biayanya rendah. Namun, kekerasan lapisan kromium keras akan menurun dengan cepat karena pelepasan tegangan internal ketika suhu meningkat, dan suhu kerjanya tidak boleh lebih tinggi dari 427 derajat . Selain itu, kekuatan ikatan lapisan pelapis krom rendah, dan lapisannya mudah rontok.

(3) Plasma nitriding diadopsi pada permukaan bola, dengan kekerasan permukaan 60 ~ 65hrc dan ketebalan lapisan nitriding 0.20 ~ 0.40mm. Karena ketahanan korosi yang buruk, proses pengerasan nitridasi plasma tidak dapat digunakan di bidang korosi kimia yang kuat.

(4) Proses penyemprotan berkecepatan tinggi (HVOF) pada permukaan bola memiliki kekerasan tertinggi 70 ~ 75hrc, kekuatan agregat tinggi dan ketebalan 0.3 ~ 0.4mm. Penyemprotan supersonik adalah sarana proses utama untuk pengerasan permukaan bola. Cairan kental tinggi di pembangkit listrik termal, sistem petrokimia dan industri kimia batubara; Proses pengerasan sebagian besar digunakan dalam cairan campuran dengan debu dan partikel padat dan media cairan yang sangat korosif.

Proses penyemprotan supersonik adalah metode proses di mana pembakaran bahan bakar oksigen menghasilkan aliran udara berkecepatan tinggi untuk mempercepat partikel bubuk agar berdampak pada permukaan benda kerja dan membentuk lapisan permukaan yang padat. Dalam proses tumbukan, karena kecepatan partikel cepat (500 ~ 750m / s) dan suhu partikel rendah (- 3000 derajat ), lapisan dengan kekuatan ikatan tinggi, porositas rendah dan kandungan oksida rendah dapat diperoleh setelah menabrak permukaan benda kerja. Kecepatan partikel adalah 4 kali kecepatan suara, bahkan lebih dari kecepatan suara partikel.

HVOF adalah teknologi pemrosesan baru, dengan ketebalan penyemprotan {{0}}.3 ~ 0.4mm, ikatan mekanis antara pelapis dan benda kerja, kekuatan ikatan tinggi (77MPa) dan porositas pelapisan rendah (< 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="">

Pengelasan semprot adalah sejenis proses penyemprotan termal untuk permukaan bahan logam. Setelah bubuk (bubuk logam, bubuk paduan dan bubuk keramik) dipanaskan hingga meleleh atau mencapai keadaan plastik tinggi melalui sumber panas, itu disemprotkan oleh aliran udara dan diendapkan pada permukaan benda kerja yang telah dirawat sebelumnya untuk membentuk lapisan (pengelasan) lapisan menyatu kuat dengan permukaan benda kerja (substrat).

Pada proses spray welding dan surface hardening, cemented carbide dan matrix mengalami proses peleburan, dan terdapat hot melt zone pada kumpulan cemented carbide dan matrix. Untuk sepenuhnya mencapai kinerja pengelasan semprot atau pelapisan lapisan karbida disemen dan menghindari zona lelehan panas pengelasan sebagai permukaan kontak logam setelah pemrosesan, direkomendasikan bahwa ketebalan pengelasan semprot atau permukaan karbida disemen harus lebih dari 3mm.

3 pencocokan kekerasan permukaan kontak antara katup bola segel keras dan kursi katup

Permukaan kontak geser logam harus memiliki perbedaan kekerasan tertentu, jika tidak maka mudah digigit. Dalam aplikasi praktis, perbedaan kekerasan antara bola katup dan dudukan katup umumnya 5 ~ 10hrc, yang memungkinkan katup bola memiliki masa pakai yang lebih baik. Karena pemrosesan yang kompleks dan biaya pemrosesan bola yang tinggi, untuk melindungi bola dari kerusakan dan keausan, kekerasan bola umumnya lebih tinggi daripada permukaan dudukan katup.

Ada dua jenis pencocokan kekerasan yang banyak digunakan untuk pencocokan kekerasan permukaan kontak antara bola katup dan dudukan katup: kekerasan permukaan bola katup adalah 55HRC dan permukaan dudukan katup adalah 45hrc. Permukaan bola katup dapat disemprotkan dengan paduan Stellite 20 dengan kecepatan supersonik, dan permukaan dudukan katup dapat dilapisi dengan paduan Stellite 12. Pencocokan kekerasan ini adalah pencocokan kekerasan yang paling banyak digunakan untuk katup bola tertutup logam, yang dapat memenuhi persyaratan keausan konvensional katup bola tertutup keras logam; Kekerasan permukaan bola katup adalah 68hrc, permukaan kursi katup adalah 58hrc, permukaan bola katup dapat disemprotkan dengan tungsten karbida dengan kecepatan supersonik, dan permukaan kursi katup dapat disemprotkan dengan paduan stellite20 di kecepatan supersonik. Kekerasan ini banyak digunakan di bidang industri kimia batubara, dengan ketahanan aus yang tinggi dan masa pakai.

Di luar negeri, pencocokan dengan kekerasan permukaan yang sama dari bola katup dan dudukan katup digunakan. Kekerasan permukaan bola katup dan dudukan katup lebih besar dari 72hrc dengan proses penyemprotan tungsten karbida supersonik. Bahkan di bawah kondisi kekerasan yang sangat tinggi, permukaan kontak bola katup dan dudukan katup tidak mudah digigit. Namun, saat ini, tidak ada proses penggilingan yang matang untuk bola katup dan kursi katup dengan kekerasan permukaan lebih besar dari 72hrc di Cina, sehingga sulit untuk memastikan kecocokan antara bola katup dan dudukan katup, sehingga jarang digunakan.

4 tindakan pencegahan untuk pengerasan bola katup bola segel keras dan dudukan katup

Bola dan dudukan katup dari katup bola tertutup rapat logam umumnya terbuat dari baja tahan karat atau bahan tahan korosi. Jika tidak, lapisan ikatan antara karbida yang disemen dan dudukan katup (atau bola katup) mudah terkorosi oleh media, dan lapisan karbida yang disemen jatuh, mempengaruhi masa pakai katup bola.

Selain itu, proses pengerasan yang tepat harus dipilih untuk bahan dudukan katup (atau bola katup) yang berbeda. Bahan stainless steel duplex banyak digunakan di bidang industri kimia batubara. Bahan baja tahan karat dupleks memiliki ketahanan lelah korosi yang baik dan ketahanan korosi aus.

Baja tahan karat dupleks adalah jenis baja dengan struktur ferit dan austenit. Struktur ferit dan austenit masing-masing berjumlah sekitar 50 persen, dan struktur dua fase ada secara independen. Kinerjanya dicirikan oleh karakteristik baja tahan karat austenitik dan baja tahan karat feritik. Dalam karakteristik baja tahan karat feritik, ketika suhu berada di kisaran 400 ~ 500 derajat, getas yang kuat akan terjadi setelah isolasi lama. Fenomena ini umumnya disebut 475 derajat embrittlement; Ketika suhu melebihi 400 ~ 500 derajat, sifat baja tahan karat dupleks akan hancur.

Jika pengelasan semprot atau proses pelapisan semen karbida diadopsi untuk baja tahan karat fase ganda, proses peleburan karbida dan matriks semen (suhu umumnya lebih besar dari 900 derajat) akan merusak struktur metalografi baja tahan karat fase ganda, sehingga bahan baja tahan karat fase ganda tidak cocok untuk pengelasan semprot (atau pengelasan tumpukan) proses pengerasan karbida disemen. Proses pengerasan permukaan baja tahan karat dupleks cocok untuk proses penyemprotan supersonik. Proses pengerasan harus memastikan tidak merusak struktur metalografi dari matriks baja tahan karat dupleks.