ボールバルブのボール部の表面処理

ボールバルブは、流動抵抗が小さく、圧力と温度の使用範囲が広く、シール性能が優れ、開閉時間が短く、取り付けが簡単などの利点があるため、工業用途で広く使用されています。ボールは、ボールバルブの開閉機能において重要な役割を果たす重要な部品です。ボールのシール性能と硬度を高めるには、ボールの表面を前処理する必要があります。では、ボール本体の一般的な表面処理について何を知っていますか？

1. ニッケルまたはクロムメッキ

カーボンスチールボディ ソフトシートボールバルブ 耐食性が悪い場合は、ボールの表面に合金金属の層を電気メッキすることで腐食を防ぐことができます。電気メッキとは、電気分解の原理を利用して金属表面に他の金属または合金の薄い層をメッキするプロセスであり、金属の耐食性、耐摩耗性、表面の美観を向上させます。ボールがオーステナイト系ステンレス鋼で、シールリングがPEEKの場合、ボールとシールの硬度を向上させるために、ボールの表面をニッケル（ENP）またはクロム（HCr）でメッキすることをお勧めします。コーティングの厚さは通常0.03mm〜0.05mm以上ですが、特別な要件がある場合は適切に厚くすることができ、これによりメッキボールの硬度は600HV〜800HVまでになります。

2. コールドスプレータングステンカーバイド

コールドスプレーは、圧縮空気が金属粒子を臨界速度（超音速）まで加速し、金属粒子が基材の表面に直接衝突した後に物理的変形が発生するプロセスです。金属粒子は基材の表面にしっかりと付着し、プロセス全体を通じて金属粒子は溶融しません。コールドスプレーの利点は、ボールを加熱する必要がないこと、スプレープロセス中に変形や内部応力が発生しないこと、厚さが適切に制御されることですが、表面の接着性はスプレー溶接ほど良くありません。

タングステンカーバイドは硬度が高く、耐摩耗性に優れているという特徴がありますが、融点が一般的な金属材料の融点よりはるかに高く、約2870℃であるため、コールドスプレータングステンカーバイド（WC）プロセスのみを使用できます。 0.15mm〜0.18mmの厚さのタングステンカーバイドをスプレーすると、理想的な表面硬度が得られます。特別な要件がある場合は、最大0.5mm〜0.7mmまで可能です。コールドスプレーの厚さが厚くなるほど、表面の密着性が低下するため、厚いコールドスプレーの厚さを使用することはお勧めしません。 コールドスプレーされた表面の硬度は、通常1050HV〜1450HV（約70HRC）です。

3. ニッケル基合金/コバルト基合金のスプレー溶接またはコールドスプレー

ボールバルブは通常、ボールにニッケル基合金 inclnel600 のスプレー溶接またはコールドスプレーを使用します。スプレー溶接のプロセスは基本的に熱スプレーと同じですが、粉末スプレーのプロセスに再溶融プロセスが追加されます。ボールバルブボールによく使用されるコバルト基合金は STL20、STL6、STL1 で、通常はスプレー溶接に使用されます。スプレー溶接コバルト基合金の一般的な厚さは 0.5mm ~ 0.7mm で、実際の最大厚さは 2.5mm ~ 3mm になります。スプレー溶接後の硬度は、通常 STL20:50 ~ 52HCR、STL6:38 ~ 40 HCR、STL1:48 ~ 50 HCR4 です。

4. 窒化処理

窒化処理とは、一定の温度と媒体で窒素原子がワークピースの表面層に浸透する化学熱処理プロセスを指します。窒化処理は、金属の耐摩耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐高温性を向上させることができます。窒化処理の本質は、窒素原子をボールの表面層に浸透させることです。シートとボールの摩擦プロセス中に、硬いシートボールバルブでは窒化層が摩耗したり薄くなったりしやすく、その結果、媒体内の不純物によってボールが傷つきやすくなり、シール性に影響を与え、さらにはトルクが増加することもあります。