Overfladebehandling af kugledel i kugleventil

Kugleventilen har været meget udbredt i industrielle applikationer på grund af dens lille strømningsmodstand, en bred vifte af tryk- og temperaturanvendelsesområde, god tætningsevne, kort åbnings- og lukketid, nem installation og andre fordele. Kuglen er en vigtig del, der spiller en nøglerolle i åbnings- og lukkefunktionen for kugleventilen. For at forbedre kuglens tætningsevne og hårdhed er det nødvendigt at forbehandle kuglens overflade. Så hvad ved du om almindelige overfladebehandlinger til boldkroppen?

1. Nikkel eller forkromning

Krop i kulstofstål blødt siddende kugleventil har dårlig korrosionsbestandighed, kan boldens overflade undgå korrosion ved at galvanisere et lag af legeret metal. Elektroplettering er processen med at plettere et tyndt lag af andre metaller eller legeringer på metaloverfladen ved at bruge elektrolyseprincippet for at forbedre metallets korrosionsbestandighed, slidstyrke og overfladeæstetik. Når kuglen er austenitisk rustfrit stål, og tætningsringen er PEEK, foreslås det, at kuglens overflade belægges med nikkel (ENP) eller krom (HCr) for at forbedre hårdheden af kuglen og tætningen. Belægningstykkelsen er generelt 0,03 mm ~ 0,05 mm og derover, hvis der er særlige krav, der kan fortykkes passende, herigennem kan den belagte kuglehårdhed være op til 600HV ~ 800HV.

2. Koldsprøjtet wolframcarbid

Koldsprøjtning er en proces, hvor komprimeret luft accelererer metalpartikler til en kritisk hastighed (supersonisk), og fysisk deformation opstår, efter at metalpartiklerne rammer direkte på overfladen af substratet. Metalpartiklerne sidder godt fast på substratoverfladen, og metalpartiklerne smeltes ikke under hele processen. Fordelen ved koldspray er, at kuglen ikke skal opvarmes, deformation og indre spændinger vil ikke blive genereret i sprøjteprocessen, tykkelsen er godt kontrolleret, men overfladevedhæftningen er ikke så god som ved spraysvejsning.

Wolframcarbid er kendetegnet ved høj hårdhed og god slidstyrke, men smeltepunktet er meget højere end det generelle metalmaterialepunkt, omkring 2870 ℃, så kun koldsprøjtning af wolframcarbid (WC) proces kan bruges. 0,15 mm ~ 0,18 mm tykkelsen af sprøjtning af wolframcarbid kan opnå den ideelle overfladehårdhed, hvis der er specielle krav kan være op til 0,5 mm ~ 0,7 mm, jo tykkere tykkelsen af kold spray, jo lavere overfladevedhæftning, anbefales ikke at brug en tyk kold spray tykkelse. Hårdheden af kold sprøjtet på overfladen er generelt 1050HV~1450HV (ca. 70HRC).

3. Sprøjtesvejsning eller koldsprøjtning af nikkel-baseret legering/Cobalt-baseret legering

Kugleventiler bruger normalt sprøjtesvejsning eller koldsprøjtning af nikkel-baseret legering inclnel600 på kuglen. Processen med spraysvejsning er grundlæggende den samme som termisk sprøjtning, men omsmeltningsprocessen tilføjes i processen med pulversprøjtning. Den almindeligt anvendte koboltbaserede legering på kugleventilkuglen er STL20, STL6 og STL1, som normalt bruges til sprøjtesvejsning. Den generelle tykkelse af spraysvejsning af kobolt-baseret legering er 0,5 mm ~ 0,7 mm, og den faktiske maksimale tykkelse kan være op til 2,5 mm ~ 3 mm. Hårdheden efter spraysvejsning er generelt STL20:50~52HCR; STL6:38 ~ 40 HCR; STL1:48 ~ 50 HCR4，

4. Nitreringsbehandling

Nitreringsbehandling refererer til en kemisk varmebehandlingsproces, hvor nitrogenatomer trænger ind i overfladelaget af emnet ved en bestemt temperatur og medium. Nitreringsbehandling kan forbedre slidstyrken, træthedsbestandigheden, korrosionsbestandigheden og højtemperaturbestandigheden af metal. Essensen af nitreringsbehandling er at infiltrere nitrogenatomer i boldens overfladelag. Under friktionsprocessen mellem sædet og kuglen er nitridlaget let at bære eller fortyndes for den hårdtsiddende kugleventil, hvilket resulterer i, at kuglen er let at blive ridset af urenheder i mediet, hvilket påvirker tætningen og endda gør drejningsmomentforøgelse.