超音速喷涂在金属密封球阀上的应用
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参 考 文 献
Wasserman. Th e applicat ion of HVO F in met al t o metal seal ball valves ∋J(. A merica, 2001. ( 收稿日期 : 2003 12 08)
让我们一起来办 )阀门∗, 让 )阀门∗ 诚为您的朋友!
特点 设备费用 工作场地 涂层厚度 化学溶液控制 废物处理 工艺步骤 沉积速率 工件尺寸限制 机动性 现场修复能力 H VO F 相对较低 小 均匀 , 可以很厚 无 无 3~ 4 步 高 无 好 强 镀铬 相对较高 大 不均匀 , 有限制 严格 必须 6~ 8 步 低 有 差 差
3 2 耐磨性 涂层 的 耐磨 性 是 一 项 非 常 重要 的 指 标 , 用 ( 磨加工) HVOF 方法喷 涂的 WC Co/ NiCrMo 涂 层的耐磨性 是镀铬的 2 5 倍以上 ( 图 4) 。用 H VOF 方法喷涂 的 WC CoCr ( JK120) 涂层的磨损量较小 ( 图 5) 。
1 100~ 1 400 900~ 1 000
4
结语 H VOF 可以对单个 零件进行 喷涂, 也 可对多
个零件同时进行喷涂。我公司于 2001 年开发的整 体阀 座 金 属 密封 球 阀 , 球 体 和 阀座 使 用 HVOF JK112 涂层, 硬度 &70HRC, 寿命试验 2 万次 , 密 封情况良好, 用户使用获得了良好的效果 , 整体阀 座金属密封球阀可真正的 消除泄漏 , 提高工作效 率 , 并使维护更安全, 停工时间更短。
喷砂
喷涂
图4
Hale Waihona Puke 涂层耐磨粒磨损性比较∃
12 ∃
阀
门
2004 年第 3 期
图6
1 镀铬
4340 钢电镀铬和 HVOF WC Co 涂层后的疲劳曲线
2 JP5000WC CoCr
3 Jel. K ot e WC CoCr
图5
涂层磨损量比较
3 3
耐蚀性
腐 蚀 试 验 包 括 AST M B117 盐 雾 试 验、 GM9540P / B 循 环腐 蚀 试验 及 大气 腐蚀 试 验。 将 4340 钢 表 面采 用 镀铬、 HVOF WC Co 和 H VOF T ribaloy400 处理 , 在 500h 盐雾试验后 , WC Co 涂 层的耐 蚀性 较好。据介 绍, HVOF WC Co 、 WC Co Cr 、Cr 2 O3 和 WC 17Co ( JK117) 等涂层的耐盐 雾 腐 蚀 能 力 优 于 镀 铬 层。 HVOF WC CoCr ( JK120) 涂 层经 750h 盐雾腐 蚀后 , 没有 腐蚀 现 象。在经过 18 个月的大气腐蚀试验后 , WC Co 涂 层几乎没有变化。 3 4 耐疲劳性 镀铬涂层中存在拉应力, 因此对基体的耐疲劳 特性有非常不利的影响。但 是, 对 H VOF 涂层来 说, 通过 精 确 控制 沉 积 工 艺 , 可 以 确 保 沉 积 的 HVOF 涂 层 处 于 压 应 力 状 态。 试 验 结 果 表 明 , HVOF 涂层对于 基体的耐疲劳 性影响小。通 过对 电镀 铬试样 和 H VOF 涂层 进行室 温高周 ( HCF ) 和低周 ( LCF) 疲劳试验 ( 图 6) 显示, HVOF 喷 涂试验的疲劳强度有一点降低 , 而电镀铬试样有明 显降低 , 说明应用 HVOF 涂层对疲劳寿命 的影响 将会比电镀铬小。 3 5 涂层性能 HVOF 涂层与电镀铬层的性能比较见表 3。
2 3 材料 H VOF 常 用 的 喷 涂 材 料 均 为 粉 末 , 主 要 有 JK112、 JK117、 JK120 、 JK135 和 JK576 等 ( 表 1) 。
4 换热器
图 2 HV OF 设备
表 1 常用的喷 涂粉末
牌号 JK 112 JK 117 JK 120 成分 88% WC/ 12% Co 83% WC/ 17% Co 86% WC/ 10% Co/ 4% Cr 结合强度 / M Pa 70 70 73 5 77 73 5 孔隙率 /% < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 显微硬度 / D PH 300 1017~ 1116 1055~ 1245 960~ 1050 700~ 909 490~ 570 最大涂层 厚度 / mm 0 38 0 70 0 90 0 5 0 75 性 能
Abstract: T his art icle int roduces t he principle, process, equipment and material of HVOF . Key words: ball valve; ball; H VOF 1 概述 提高金属密封球阀球体表面硬度的方法有许多 种, 其各自都有不同的特点。 球体表面堆焊司太 立合金 , 硬度可达 40HRC 以上, 但工艺复杂 , 生 产效 率低。 球 体表面 镀铬 , 硬度 60~ 65HRC, 厚度 0 07~ 0 10mm, 其几何形状不容易保证, 长 期使用镀层容易脱落。 ! 球体采用等离子氮化, 表 面硬度 60~ 65HRC, 氮化层厚度 0 20~ 0 40mm, 几何形状不变, 氮化层不脱落。 ∀表面超音速喷涂 ( HVOF ) 碳化钨合金, 硬度 70~ 75H RC, 结合强 度高, 厚度 0 30~ 0 40mm 。HVOF 是一种新的加 工工艺 , 本文对此加以介绍。 2 超音速喷涂 2 1 原理 H VOF 是将 燃料气在氧气中 燃烧后产 生高压 高速气流, 然后将合金粉末送入此气流中 , 喷涂工 件表面 ( 图 1) 。
∃
10 ∃
阀
门
2004 年第 3 期
文章编号 : 1002 5855 ( 2004) 03 0010 03
超音速喷涂在金属密封球阀上的应用
王志中 , 陈焕良 ( 广东明珠集团股份有限公司 , 广东 兴宁 514500 )
摘要
关键词
介绍了超音速喷涂的原理、 工艺 、设备和喷涂材料 。
球阀 ; 球体 ; 超音速喷涂 文献标识码 : A
∋1( 性能 显微硬度 / H V 涂镀态粗糙度 / RM S 磨削态粗糙度 R a/ m 干磨料磨损率 / % 最高使用温度 / %
图 7 HV OF 与电镀铬的成本比较 表3 HVOF 涂层与镀铬层性能
JK 112 140~ 170 10 0 2 540 JK 135 180~ 200 10 0 4 980 镀铬 800~ 1 000 40~ 50 16~ 32 1 0 430
1 燃料气
2 动力气
3 氧气
4 涂层
5 冷却水
图 1 超音速喷 涂原理
HVOF 的特点是合金粉末粒子速度超过音速 , 甚至是音速的 2~ 3 倍, 气流速度是音速的 4 倍。 2 2 操作 Jet kot e 是最早的 HVOF 系统 , Jet kot e # 是
比较成熟的 H VOF 系统 , 20 世纪 80 年代在美国广 泛应用。 Jet kot e # NovaA 是 优化改 进的 HVOF 系统 ( 图 2) 。采用 HVOF 工艺 , 涂层与工件之间 是机械结合, 结合强度高 ( 77M Pa) , 涂层孔隙率
耐滑动磨损和磨粒磨损、 耐高温 ( 540 % ) 耐滑动磨损和磨粒磨损 , 耐高温 ( 540 % ) , 低冲击 耐滑动磨损和磨粒磨损 , 耐高温 ( 540 % ) , 低冲击 耐汽蚀 , 耐低冲击 , 耐磨粒磨损 , 抗氧化腐蚀 , 耐高 温 ( 980 % ) 耐高温 ( 820 % ) , 耐滑动磨损 , 耐磨粒磨损
jk3000喷枪材料hvof常用的喷涂材料均为粉末主要有jk112jk117jk120jk135常用的喷涂粉末牌号成分结合强度mpa孔隙率dph300最大涂层厚度mmjk11288wc12co7010171116038耐滑动磨损和磨粒磨损耐高温540jk11783wc17co7010551245070耐滑动磨损和磨粒磨损耐高温540低冲击jk12086wc10co4cr7359601050090耐滑动磨损和磨粒磨损耐高温540低冲击jk13575cr3c22580ni20cr77700909耐汽蚀耐低冲击耐磨粒磨损抗氧化腐蚀jk576stellite6735490570075耐高温820耐滑动磨损耐磨粒磨损hvof工艺方法hvof工艺按以下步骤操作
该系统使用 JK3000 喷枪 ( 图 3) , 该装置结构 紧凑合 理, 枪体材料 多样, 喷嘴 形式多样 , 寿命 长 , 沉积率高, 火焰集中, 密封合理, 安全可靠, 独特的直角加速设计。
图3
JK 3000 喷枪
1 喷枪软管组件 3 遥控悬架式操纵台
2 JK 3000 喷枪 5 粉末输送装置
JK 135 75% C r3C2/ 25% ( 80% N i/ 20% Cr) JK 576 S tellit e6
2 4 H VOF 工艺方法 HVOF 工艺按以下步骤操作。 表面处理 3 分析 3 1 工艺性能 HVOF 涂层和镀铬涂层的工艺性能见表 2。
表 2 HVOF 涂层与镀铬涂层的工艺性能
中图分类号 : TB559
The application of HVOF in metal to metal seat ball valves
WANG Zhi zhong, CH EN Huan liang
( Guangdong M ingzhu Group CO . , LT D, Xingning 514500, China)
作者简介 : 王志中 ( 1968- ) , 男 , 广东兴宁人 , 副总工程师 , 从事阀门研究设计和开发工作。
2004 年第 3 期
阀
门
∃
11 ∃
低 ( < 1% ) 。该工艺对工件加热温度低 ( < 93 % ) , 工件不变形 , 可 进行冷喷涂。喷涂时火焰温 度高 ( 2 650~ 2 870 % ) , 粉末粒子速度高 ( 1 370m/ s) , 无热影响区, 工件的成分和组织无变化 , 涂层硬度 高, 可机加工。
Wasserman. Th e applicat ion of HVO F in met al t o metal seal ball valves ∋J(. A merica, 2001. ( 收稿日期 : 2003 12 08)
让我们一起来办 )阀门∗, 让 )阀门∗ 诚为您的朋友!
特点 设备费用 工作场地 涂层厚度 化学溶液控制 废物处理 工艺步骤 沉积速率 工件尺寸限制 机动性 现场修复能力 H VO F 相对较低 小 均匀 , 可以很厚 无 无 3~ 4 步 高 无 好 强 镀铬 相对较高 大 不均匀 , 有限制 严格 必须 6~ 8 步 低 有 差 差
3 2 耐磨性 涂层 的 耐磨 性 是 一 项 非 常 重要 的 指 标 , 用 ( 磨加工) HVOF 方法喷 涂的 WC Co/ NiCrMo 涂 层的耐磨性 是镀铬的 2 5 倍以上 ( 图 4) 。用 H VOF 方法喷涂 的 WC CoCr ( JK120) 涂层的磨损量较小 ( 图 5) 。
1 100~ 1 400 900~ 1 000
4
结语 H VOF 可以对单个 零件进行 喷涂, 也 可对多
个零件同时进行喷涂。我公司于 2001 年开发的整 体阀 座 金 属 密封 球 阀 , 球 体 和 阀座 使 用 HVOF JK112 涂层, 硬度 &70HRC, 寿命试验 2 万次 , 密 封情况良好, 用户使用获得了良好的效果 , 整体阀 座金属密封球阀可真正的 消除泄漏 , 提高工作效 率 , 并使维护更安全, 停工时间更短。
喷砂
喷涂
图4
Hale Waihona Puke 涂层耐磨粒磨损性比较∃
12 ∃
阀
门
2004 年第 3 期
图6
1 镀铬
4340 钢电镀铬和 HVOF WC Co 涂层后的疲劳曲线
2 JP5000WC CoCr
3 Jel. K ot e WC CoCr
图5
涂层磨损量比较
3 3
耐蚀性
腐 蚀 试 验 包 括 AST M B117 盐 雾 试 验、 GM9540P / B 循 环腐 蚀 试验 及 大气 腐蚀 试 验。 将 4340 钢 表 面采 用 镀铬、 HVOF WC Co 和 H VOF T ribaloy400 处理 , 在 500h 盐雾试验后 , WC Co 涂 层的耐 蚀性 较好。据介 绍, HVOF WC Co 、 WC Co Cr 、Cr 2 O3 和 WC 17Co ( JK117) 等涂层的耐盐 雾 腐 蚀 能 力 优 于 镀 铬 层。 HVOF WC CoCr ( JK120) 涂 层经 750h 盐雾腐 蚀后 , 没有 腐蚀 现 象。在经过 18 个月的大气腐蚀试验后 , WC Co 涂 层几乎没有变化。 3 4 耐疲劳性 镀铬涂层中存在拉应力, 因此对基体的耐疲劳 特性有非常不利的影响。但 是, 对 H VOF 涂层来 说, 通过 精 确 控制 沉 积 工 艺 , 可 以 确 保 沉 积 的 HVOF 涂 层 处 于 压 应 力 状 态。 试 验 结 果 表 明 , HVOF 涂层对于 基体的耐疲劳 性影响小。通 过对 电镀 铬试样 和 H VOF 涂层 进行室 温高周 ( HCF ) 和低周 ( LCF) 疲劳试验 ( 图 6) 显示, HVOF 喷 涂试验的疲劳强度有一点降低 , 而电镀铬试样有明 显降低 , 说明应用 HVOF 涂层对疲劳寿命 的影响 将会比电镀铬小。 3 5 涂层性能 HVOF 涂层与电镀铬层的性能比较见表 3。
2 3 材料 H VOF 常 用 的 喷 涂 材 料 均 为 粉 末 , 主 要 有 JK112、 JK117、 JK120 、 JK135 和 JK576 等 ( 表 1) 。
4 换热器
图 2 HV OF 设备
表 1 常用的喷 涂粉末
牌号 JK 112 JK 117 JK 120 成分 88% WC/ 12% Co 83% WC/ 17% Co 86% WC/ 10% Co/ 4% Cr 结合强度 / M Pa 70 70 73 5 77 73 5 孔隙率 /% < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 显微硬度 / D PH 300 1017~ 1116 1055~ 1245 960~ 1050 700~ 909 490~ 570 最大涂层 厚度 / mm 0 38 0 70 0 90 0 5 0 75 性 能
Abstract: T his art icle int roduces t he principle, process, equipment and material of HVOF . Key words: ball valve; ball; H VOF 1 概述 提高金属密封球阀球体表面硬度的方法有许多 种, 其各自都有不同的特点。 球体表面堆焊司太 立合金 , 硬度可达 40HRC 以上, 但工艺复杂 , 生 产效 率低。 球 体表面 镀铬 , 硬度 60~ 65HRC, 厚度 0 07~ 0 10mm, 其几何形状不容易保证, 长 期使用镀层容易脱落。 ! 球体采用等离子氮化, 表 面硬度 60~ 65HRC, 氮化层厚度 0 20~ 0 40mm, 几何形状不变, 氮化层不脱落。 ∀表面超音速喷涂 ( HVOF ) 碳化钨合金, 硬度 70~ 75H RC, 结合强 度高, 厚度 0 30~ 0 40mm 。HVOF 是一种新的加 工工艺 , 本文对此加以介绍。 2 超音速喷涂 2 1 原理 H VOF 是将 燃料气在氧气中 燃烧后产 生高压 高速气流, 然后将合金粉末送入此气流中 , 喷涂工 件表面 ( 图 1) 。
∃
10 ∃
阀
门
2004 年第 3 期
文章编号 : 1002 5855 ( 2004) 03 0010 03
超音速喷涂在金属密封球阀上的应用
王志中 , 陈焕良 ( 广东明珠集团股份有限公司 , 广东 兴宁 514500 )
摘要
关键词
介绍了超音速喷涂的原理、 工艺 、设备和喷涂材料 。
球阀 ; 球体 ; 超音速喷涂 文献标识码 : A
∋1( 性能 显微硬度 / H V 涂镀态粗糙度 / RM S 磨削态粗糙度 R a/ m 干磨料磨损率 / % 最高使用温度 / %
图 7 HV OF 与电镀铬的成本比较 表3 HVOF 涂层与镀铬层性能
JK 112 140~ 170 10 0 2 540 JK 135 180~ 200 10 0 4 980 镀铬 800~ 1 000 40~ 50 16~ 32 1 0 430
1 燃料气
2 动力气
3 氧气
4 涂层
5 冷却水
图 1 超音速喷 涂原理
HVOF 的特点是合金粉末粒子速度超过音速 , 甚至是音速的 2~ 3 倍, 气流速度是音速的 4 倍。 2 2 操作 Jet kot e 是最早的 HVOF 系统 , Jet kot e # 是
比较成熟的 H VOF 系统 , 20 世纪 80 年代在美国广 泛应用。 Jet kot e # NovaA 是 优化改 进的 HVOF 系统 ( 图 2) 。采用 HVOF 工艺 , 涂层与工件之间 是机械结合, 结合强度高 ( 77M Pa) , 涂层孔隙率
耐滑动磨损和磨粒磨损、 耐高温 ( 540 % ) 耐滑动磨损和磨粒磨损 , 耐高温 ( 540 % ) , 低冲击 耐滑动磨损和磨粒磨损 , 耐高温 ( 540 % ) , 低冲击 耐汽蚀 , 耐低冲击 , 耐磨粒磨损 , 抗氧化腐蚀 , 耐高 温 ( 980 % ) 耐高温 ( 820 % ) , 耐滑动磨损 , 耐磨粒磨损
jk3000喷枪材料hvof常用的喷涂材料均为粉末主要有jk112jk117jk120jk135常用的喷涂粉末牌号成分结合强度mpa孔隙率dph300最大涂层厚度mmjk11288wc12co7010171116038耐滑动磨损和磨粒磨损耐高温540jk11783wc17co7010551245070耐滑动磨损和磨粒磨损耐高温540低冲击jk12086wc10co4cr7359601050090耐滑动磨损和磨粒磨损耐高温540低冲击jk13575cr3c22580ni20cr77700909耐汽蚀耐低冲击耐磨粒磨损抗氧化腐蚀jk576stellite6735490570075耐高温820耐滑动磨损耐磨粒磨损hvof工艺方法hvof工艺按以下步骤操作
该系统使用 JK3000 喷枪 ( 图 3) , 该装置结构 紧凑合 理, 枪体材料 多样, 喷嘴 形式多样 , 寿命 长 , 沉积率高, 火焰集中, 密封合理, 安全可靠, 独特的直角加速设计。
图3
JK 3000 喷枪
1 喷枪软管组件 3 遥控悬架式操纵台
2 JK 3000 喷枪 5 粉末输送装置
JK 135 75% C r3C2/ 25% ( 80% N i/ 20% Cr) JK 576 S tellit e6
2 4 H VOF 工艺方法 HVOF 工艺按以下步骤操作。 表面处理 3 分析 3 1 工艺性能 HVOF 涂层和镀铬涂层的工艺性能见表 2。
表 2 HVOF 涂层与镀铬涂层的工艺性能
中图分类号 : TB559
The application of HVOF in metal to metal seat ball valves
WANG Zhi zhong, CH EN Huan liang
( Guangdong M ingzhu Group CO . , LT D, Xingning 514500, China)
作者简介 : 王志中 ( 1968- ) , 男 , 广东兴宁人 , 副总工程师 , 从事阀门研究设计和开发工作。
2004 年第 3 期
阀
门
∃
11 ∃
低 ( < 1% ) 。该工艺对工件加热温度低 ( < 93 % ) , 工件不变形 , 可 进行冷喷涂。喷涂时火焰温 度高 ( 2 650~ 2 870 % ) , 粉末粒子速度高 ( 1 370m/ s) , 无热影响区, 工件的成分和组织无变化 , 涂层硬度 高, 可机加工。