專利名稱：碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有耐磨特性的工業(yè)用碳化鎢金屬陶瓷復合材料球閥。
背景技術：
現(xiàn)有的有耐磨要求的工業(yè)用球閥一般是采用以下的幾種方法來達到耐磨的目的
1. 表面鍍硬鉻 '
2. 整體材料采用耐磨材料
3. 進行表面改性處理以提高表面耐磨性能
關于第一種方法整體鍍鉻因鍍層較薄所以耐磨性的提高有限，同時鍍鉻又對環(huán)境造 成了污染。而第二種方法中整體采用耐磨材料又必然會導致成本太高，且加工工藝性不好。 第三種方法是現(xiàn)階段提高球閥耐磨性能的新技術。其方法有很多比如表面熱處理，表面 滲氮，碳氮共滲，表面噴涂，表面離子注滲，激光表面強化等。而這些技術單純的應用都 有一定的局限性。從而限制了球閥耐磨性的進一步提高。
碳化鎢具有非常優(yōu)秀的耐磨性能，將其噴涂到球閥的流道表面及閥球閥座配合面上， 將極大的增加球閥的耐磨性。但碳化鎢與碳鋼的基體之間在材料的物理特性上相差懸殊， 噴涂層與基體的結合力相對較小，因此在相對工作環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下的零件(如閥球 和閥座)直接噴涂的效果并不太理想。表面離子注滲是一種在半導體行以得以廣泛應用的 技術。而金屬的表面離子注滲在國內外也有過一段時間的研究。其特點是基體與注滲層是 一體，結合極為牢固，但缺點是注滲層太薄，耐劇烈磨損能力差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、壽命長、使用可靠并具有較高耐磨性能的碳化鉤金 屬陶瓷復合材料耐磨球閥。該耐磨球閥采用離子注滲與噴涂相結合的方式，使噴涂件碳鋼 基體和注滲層形成過渡面后，再進行噴涂，極大地提高了碳化鎢噴涂層與基體的結合強度， 提高了球閥的耐磨性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)-
碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥，包括閥球、閥座、閥體，在流體通過的流道內壁均噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層，同時在閥球與閥座形成的密封副的密封表面 上均噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層。
因閥球與閥座之間處于相對滑動的狀態(tài)所以工作狀態(tài)更加惡劣，為進一步提高其耐磨 性在噴涂碳化鎢涂層前，先在待噴涂件表面采用離子注滲的方法注入碳化鎢，使閥球與閥 座表面形成碳化鴇富集層,在噴涂時高溫高速碳化鎢及金屬粘接劑便與原來注入的碳化鎢 富集層相互結合為一整體，這樣就極大地提高了碳化鎢噴涂層與碳鋼基體的結合強度。
另外在噴涂面與相鄰的非噴涂表面之間設有過渡圓弧面，過渡圓弧面上也先注入碳化 鎢后再噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層。進一步保證了耐磨涂層與碳鋼基體的結 合強度。
本發(fā)明的優(yōu)點是成本低、壽命長、使用可靠并具有較高耐磨性能。碳鋼材料球體具 有成本低、加工性能好等優(yōu)點，而碳化鎢耐磨外層的耐磨性能良好，因預先在碳鋼表面注 滲進碳化鎢形成過渡層，所以碳鋼與碳化鎢耐磨層結合的穩(wěn)定性牢固性也較好，而且由于 設置有過渡圓弧面，進一步保證了碳化鎢涂層與碳鋼本體之間的結合力。


圖1是碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球闊的結構示意圖一； 圖2是碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥的結構示意圖二； 圖3是碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥的結構示意圖三。 圖中卜閥球2-耐磨涂層3-閥座4-閥體
具體實施例方式
下面結合附圖對本實用新型的技術內容作進一步說明(圖中加粗的線段為碳化鴿金屬 陶瓷復合材料耐磨涂層的沉積面)
圖l、圖2、圖3是三種類型的耐磨球閥的結構圖，在該三種類型的球閥上，均具有 以下特征包括閥球l、耐磨涂層2、閥座3、閥體4，其在流體通過的流道內壁、在閥
球的外表面及閥座的內圓錐面上均噴涂有碳化鉤金屬陶瓷復合材料耐磨涂層2。
如圖l-圖3所示，閥球的材質為碳鋼材料，在碳鋼閥球球體的外球面及其通孔內圓 柱面、及閥體的流道內表面均噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層2，同時在閥座3 與閥球1外表面接觸的密封副表面也要噴涂碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層2，在噴涂 面與相鄰的表面之間有過渡面，過渡面通常為對噴涂面與噴涂面之間交線倒圓角所得，過 渡面同樣要噴涂碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層2。在對閥球l、閥座3噴涂之前，先要對其進行碳化鎢離子注滲。其工藝方法如下 將待注滲的閥球1 、閥座3零件放入專用的可以抽真空且能充入惰性氣體介質的密閉罐形
容器中，且該容器的真空度最大應能達到0.01Pa，根據所需注滲的對象技術要求的不同 對其抽真空至0.卜1000Pa。同時通入惰性氣體(主要是氦氣)，罐體內壁保溫隔熱層內 襯上固定有鎢條作為陽極與陰極(閥球1和閥座3)之間通入高壓電流產生輝光放電，放 電電壓為50~1500V。隨著放電電流的不斷增大，容器內溫度不斷增加達到900~1 IOCTC, 陽極的鎢金屬被離子化，在電場的作用下高速注入;L件(閥球l和閥座3)中，并進一步 向工件內部擴散并與工件(閥球1和閥座3)材料中的碳元素化合生成炭化ll。
在對閥球1和閥座3注滲炭化鎢后對其噴涂碳化鎢，噴涂方法為超音速火焰噴涂法。 噴涂的原料為碳化鎢粉末和鈷粉粉末的混合物。噴涂厚度為0.8 1.2mm，然后對閥球與 閥座的密封副配合面在噴涂之后要進行精密研磨加工，研磨后的厚度為0.5 0.7mm。表 面要求達到鏡面光潔度，以使得閥門達到零泄露。其他噴涂面不需要加工。
閥體4內腔也要噴涂碳化鎢涂層，噴涂后不需要加工。
權利要求
1、碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥，包括閥球、閥座、閥體，其特征在于，在流體通過的流道內壁均噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層，同時在閥球及閥座的密封副表面上也噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層。
2、 根據權利要求1所述的碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥，其特征在于，在噴涂 面與相鄰的非噴涂表面之間設有過渡圓弧面，過渡圓弧面上也噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合 材料耐磨涂層。
3、 根據權利要求1或權利要求2所述的碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥的工藝方 法，其特征在于，在噴涂碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層前，先在待噴涂件表面采用離 子注滲的方法注入碳化鎢，使待噴涂件表面形成碳化鎢和鋼的過渡層，然后再噴涂碳化鉤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨球閥，包括閥球、閥座、閥體，其特征是在流體通過的流道內壁均噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層，同時在閥球與閥座的密封副表面上均噴涂有碳化鎢金屬陶瓷復合材料耐磨涂層。本發(fā)明的優(yōu)點是成本低、壽命長、使用可靠并具有較高耐磨性能。碳鋼材料球體具有成本低、加工性能好等優(yōu)點，而碳化鎢耐磨外層的耐磨性能良好，碳鋼與碳化鎢耐磨層結合的穩(wěn)定性牢固性也較好，而且，為了保證碳化鎢涂層與碳鋼基體之間具有較高的結合強度，在噴涂前首先對待噴涂件進行碳化鎢離子注滲，形成過渡層。另外由于設置有過渡圓弧面，進一步保證了碳化鎢涂層與碳鋼本體之間的結合力。
文檔編號C23C4/10GK101545546SQ20081001078
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權日2008年3月28日
發(fā)明者喻少農 申請人:遼寧華運控制設備制造有限公司