堆焊阀门密封面的最新资料.pdf

郑州华菱超硬材料有限公司 2014.12 华菱超硬知名于高硬度材料切削领域，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计 堆焊阀门密封面堆焊阀门密封面的最新资料的最新资料 随着现代技术的发展，越来越多的阀门在高温、高压及高腐蚀，高耐磨等环境下工作， 为了提高阀门的耐磨，耐高温及耐腐蚀等性能，现在工厂普遍采用堆焊，喷焊技术来增加阀 门壳体或内件的硬度，来提高阀门的耐磨性和使用寿命所谓的堆焊，喷焊就是在工件表面 堆焊或喷焊一层特殊的具有耐磨，抗腐蚀，抗氧化的材料使工件有足够的硬度，耐磨性和 耐腐蚀性，满足阀门的使用要求，并且操作简单但如果想要获得满足设计及使用要求的阀 门堆焊面，必须严格按照制定作业指导书以及操作要求进行，同时要根据母材（工件材料） 及焊接方法选取适当的焊接材料 目前，常用的堆焊合金有铁基、镍基、钴基、镍基等堆焊材料其中钴基合金具有良好 的高温性能，优异的热强性、耐蚀性及耐热疲劳性能，比铁基，镍基合金的抗磨损、抗腐蚀 性能好所以在阀门研制和生产制造中，钴基硬质合金以其无可替代的卓越综合性能被广泛 应用到各类阀门壳体和密封面的堆焊中目前，常用的阀门堆焊技术有氧-乙炔火焰堆焊、手 工电弧焊和等离子弧焊等。

本文就根据以上常用三种堆焊技术对阀门堆焊进行了解分析，并对于堆焊（喷焊）阀门 密封面的高硬度切削进行了探讨 一、氧一、氧- -乙炔火焰堆焊阀门乙炔火焰堆焊阀门 氧-乙炔火焰温度较低（3100℃左右），而且可以调整火焰的能率，可以得到低的稀释率 （1%~10%）和薄的堆焊层，采用氧-乙炔堆焊阀门密封面，常采用碳化焰（又称为还原火焰） 堆焊阀门并且根据母材的不同，需要焊前预热和焊后热处理一般可以采用 300-600℃预 热焊后应在 600-700℃回火 1 小时后缓冷或将工件立即放入干燥和热的沙箱内或草木灰中 缓冷，以避免裂纹为了在堆焊过程中尽量减小稀释率，预热温度，层间温度不宜过高使 用于温度低于 650℃，压力小于 25Mpa，介质为水、过热蒸汽、油等高参数的阀门密封面堆焊 氧-乙炔火焰堆焊除了用于堆焊外，还应用到喷涂、喷焊等工艺中氧-乙炔火焰粉末堆焊 （亦称喷焊）是一种应用灵活，节省材料的堆焊工艺方法对 DN（DN 是公称通径 (或叫公称 直径)，就是各种管子与管路附件的通用口径）≤80mm 的阀门密封面堆焊尤为适用，只需堆 焊一层，经加工后 0.5mm 以上即可满足要求堆焊的硬度也不同，钴基合金材料 Stellite No.12 堆焊后的硬度 HRC48，Stellite No.6 堆焊后的硬度 HRC42。

二、手工电弧焊堆焊阀门二、手工电弧焊堆焊阀门 手工电弧焊堆焊阀门密封面是比较常用的工艺方法，其特点是设备和工艺简单，操作容 易，可根据需要灵活地选择堆焊焊条由于手工电弧焊稀释率高，会导致堆焊层硬度和耐磨 性下降，如果要获得无稀释率的表面工作层至少要堆焊 4 层，经加工后焊层厚度 6mm 以上 由于堆焊焊条的种类很多，其特性不一，因此可根据零件要求选择合适的堆焊焊条及堆焊层 厚度对于耐腐蚀要求的结构，应选择相应配套的专用焊条或熔敷金属化学成分与其相近的 焊条；结构复杂、刚性大，焊接条件差、工作要求苛刻的重要结构，应选用低氢碱性焊条 不同的焊条堆焊出来的阀门硬度也不同，高铬铸铁堆焊焊条的硬度可达 HRC50 以上，碳化钨 堆焊焊条堆焊出来的硬度可达 HRC60 以上等 郑州华菱超硬材料有限公司 2014.12 华菱超硬知名于高硬度材料切削领域，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计 三、等离子弧焊堆焊阀门三、等离子弧焊堆焊阀门 等离子弧是一种高效热源，其电弧区温度可达 20000K，其平缓的弧外焰特性能获得浅而 均匀的熔深，是堆焊的理想热源，因而被广泛地用于阀门密封面的堆焊。

根据等离子弧焊的 特性可以堆焊出其他焊接方法无法实现的高硬度、高强度，特别是其他焊接方法无法焊接的 高熔点、高强度合金粉末材料方面，等离子弧焊主要使用粉末材料与手工电弧焊和氧-乙 炔气焊等堆焊方式相比不仅生产效率高，质量稳定，易于机械化、自动化；而且该焊接方法 使用粉末作为填充材料，克服了硬质合金难于制丝等问题并且我国的粉末生产厂家众多， 产品系列基本可以满足各种应用要求，特别是阀门方面，目前的粉末已经比较成熟比较适 合铁基合金材料的堆焊 等离子弧焊堆焊阀门的工艺要求：在焊接前需要对工件进行机械清理的处理，工件表面 必须有金属光泽，除去锈蚀、油污和氧化物某些工件在堆焊前需进行预热，如堆焊钴基粉 末公称尺寸大于 DN25 的碳钢焊接需要预热，对于堆焊铁基粉末，当所选粉种及基体材料有预 热要求的都需要预热，对于珠光体、马氏体钢，即便是较小的零件也必须预热，以防止堆焊 层裂纹的出现预热温度根据基体材料而定批量堆焊的零件应在炉中预热预热温度时间 根据工件大小及形状而定堆焊后工件应立刻进行热处理；使用钴基粉末堆焊的碳素钢工件， 公称尺寸小于 DN25，可不进行去应力热处理；使用铁基粉末堆焊，当所选粉种及基体材料有 热处理要求时，则需进行相应的热处理。

四、加工堆焊阀门密封面的刀具材料四、加工堆焊阀门密封面的刀具材料 经过堆焊，喷焊方式使阀门表面性能得到显著提高，密封面的密封性更好，更耐磨，使 用寿命长，适应各种高温高压，高腐蚀的工作环境阀门根据工作环境的不同，阀门堆焊层 的硬度也不同，所以在切削加工堆焊阀门时就出现了问题，由于堆焊阀门硬度高难加工，刀 具出现不耐磨的现象，不仅提高不了加工效率，而且增加了刀具费用所以选择正确的刀具 材料是实现高效率，低成本的重要因素目前，加工阀门堆焊件的刀具材料有硬质合金刀具， 陶瓷刀具和非金属粘合剂立方氮化硼刀具 （（1 1）选择硬质合金刀具加工堆焊阀门密封面：）选择硬质合金刀具加工堆焊阀门密封面：硬质合金刀具本身刀体的硬度在 HRC71- 76 之间，加工高硬度堆焊阀门密封面会出现不耐磨的现象，如加工 HRC40 以下的阀门密封面 硬质合金刀具较经济，粗加工可选择 YG8 等，精加工选择 YT15 等 郑州华菱超硬材料有限公司 2014.12 华菱超硬知名于高硬度材料切削领域，致力于高硬度切削和高速切削领域完整的刀具产品及方案设计 （（2 2）选择陶瓷刀具加工堆焊阀门密封面：）选择陶瓷刀具加工堆焊阀门密封面：陶瓷刀具的硬度高于硬质合金刀具，刀体本身 硬度在 HRC95-100 之间，适合加工 HRC45-55 之间的堆焊阀门密封面，但由于脆性大，受其抗 冲击性能的限制只能用于精加工中，吃刀深度一般控制在 0.3mm 以内。

（（3 3）选择立方氮化硼刀具加工堆焊阀门密封面：）选择立方氮化硼刀具加工堆焊阀门密封面：立方氮化硼刀具的硬度均高于硬质合金 刀具和陶瓷刀具，由于硬度高，与金刚石刀具统称为超硬刀具，适合加工硬度 HRC45 以上的 堆焊阀门密封面，但立方氮化硼刀具最大的缺点与陶瓷刀具一样脆性大，加工高硬度的堆焊 阀门密封面的效果也不太明显直到我国华菱超硬研制出了一款非金属粘合剂立方氮化硼刀 具 BN-S20 牌号，保证了立方氮化硼刀片硬度同时，增加了其抗冲击韧性和耐高温性，由于 BN-S20 牌号属于非金属粘合剂立方氮化硼刀具，与传统的立方氮化硼刀具相比增加了韧性， 不仅硬度高，而且耐磨性和抗冲击性能优异，吃刀深度可达 7.5mm，粗加工、精加工均可 非常适合加工 HRC45 以上的铁基，钴基合金等材料的堆焊阀门密封面， 五、总结五、总结 堆焊和喷焊作为硬面加工技术，广泛应用于阀门制造领域，堆焊和喷焊技术的进步，也 使得阀门更能满足于耐磨，抗腐蚀，抗氧化等日益提高的环境要求，而堆焊和喷焊零件作为 难切削材料曾一度限制了阀门制造业的加工效率和成本，而随着堆焊技术和切削技术的发展， 新材料新技术新工艺的推陈出新，同时促进了阀门制造技术的进步和新型堆焊和喷焊技术的 发展。