CN101786193A

CN101786193A - 在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法

Info

Publication number: CN101786193A
Application number: CN 201010129441
Authority: CN
Inventors: 范全军; 王先文
Original assignee: TIANJIN FLOW SECURITY VALVE CO Ltd
Current assignee: Tianjin FSK Flow Control Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2010-03-22
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2030-03-22
Also published as: CN101786193B

Abstract

本发明涉及一种在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法，具体工艺如下：阀板分选，阀板密封面磨光，打砂粗化，采用专用阀板密封面喷焊设备喷焊阀板密封面，调整送丝机的电流为200A-400A，电压为10V-40V，以保持送丝速度为3-8m/min，调整气体流量为3m³/h～6m³/h和功率为50kw～80kw的工作条件下获得超声速粒子射线，打开喷枪口进行喷焊，保证喷枪中出来的焊丝形成束状的火焰，将两根带电的焊丝送入喷枪，在两根焊丝接触尖端产生电弧，形成熔滴，用压缩空气将金属熔滴喷射到工件表面，形成涂层；检验。有益效果：喷焊过程简便，无需对阀板进行焊前加热及焊后热处理，不锈钢喷焊层与阀板本体结合牢固，不会导致阀板出现裂纹，从而达到提高阀板的耐磨性和耐腐性的目的。

Description

在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法

技术领域

本发明属于阀门加工工艺，尤其涉及一种在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法。

背景技术

阀门的阀板通常采用球墨铸铁制成。阀门使用过程中由于阀板耐磨性和耐腐性较差，使用很短时间，阀门就会出现跑冒滴漏现象。长期以来阀门制造厂一直在设法提高阀板的耐磨性和耐腐性，尤其是适用于使用在水处理行业，所有与介质接触的零件不得对介质有污染的阀门。目前采用的方法有：第一种方法：使用电焊，此方法根本无法在球墨铸铁阀板上喷焊不锈钢涂层实施。不但母材裂，焊层也裂；由于不锈钢含碳量较高，在焊时造成碳析出，破坏了不锈钢成份；第二种方法：使用氩弧焊，此方法小规格虽然能满足设计要求，但容易产生裂纹，返工率达80％以上。在焊时造成碳析出，破坏了不锈钢成份。且生产效率低、生产成本也高，焊后由于硬度又高不易加工。大规格根本无法实施；第三种方法：使用火焰喷涂，此方法，小规格虽然能满足设计要求，产生裂纹的概率也比第二种方法小，但成型困难，生产效率低、生产成本也高。需用汽油清洗每一块阀板，同时还需用氧气和乙炔起将阀板烘烤到900℃以上，且需边加热边喷焊；喷焊后由于硬度又高、不易加工。每天最多平均也只能喷焊4块左右，4个小时就得使用1瓶氧气和乙炔气；第四种方法：使用等离子喷焊，此方法只能使用含镍量大于85％的纯镍粉末堆焊在阀板上，不但生产效率低(一天只能喷焊4块左右)，而且喷焊前对工件预热，即在喷焊时要用氧气和乙炔气将阀板烘烤到900℃以上，尤其是在喷焊大规格时，还要边加热才能实施喷焊，否则无法实施喷焊，氧气和乙炔气使用量也很大，纯氩气的耗量也很大，且焊后易产生裂纹，焊层脱落。喷焊后由于硬度又高不易加工。阀门行业亟待开发新的喷涂工艺，以满足提高阀板的耐磨性和耐腐性的设计要求。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法，采用超音速等离子喷焊工艺，在球墨铸铁阀板的密封面上喷焊耐腐蚀、耐磨损的不锈钢，解决了易产生裂纹的问题，还降低了能耗和生产成本。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法，其特征是：具体工艺如下：一、阀板分选检查喷焊位置及相邻两面20mm范围内的阀板是否有油污，将有油污的和没油污的阀板分别放置；二、阀板密封面磨光1、无油污的阀板用角磨机将阀板密封面两侧的尖棱及轴孔孔口处的尖棱磨掉，使密封板面圆弧过渡；2、有油污的阀板用合成水基防锈清洗剂浸泡阀板30分钟后，用清水洗净、晾干；烘箱内100℃～200℃温度，烘干30分钟，阀板密封面磨光；三、打砂粗化1、将清砂机内置入打铸件用的有棱角、干燥、清洁的磨料；2、将磨光后无油污的阀板放入喷砂室内打砂，使阀板各处露出金属色，粗糙度Ra5～Ra10，打砂后的阀板要立即进行喷涂，如间隔超过4小时，工件需重新打砂；3、打砂后的阀板放在托盘上，转入待加工车间，杜绝阀板密封面再沾上粉尘；四、采用专用阀板密封面喷焊设备喷焊阀板密封面1、将喷焊用不锈钢丝缠绕在送丝机的卷丝盘上；2、阀板工件放置在专用夹具上，转动调节手柄，带动顶尖将阀板压紧并固定，打开电源使工件转动，工件转动速度为3转/min～20转/min；3、开启空气压缩机将空气送入储气罐，保持压力0.2-0.9Mpa，打开储气罐的阀门将空气通过压缩空气气管送入电弧焊机及喷枪，调整电弧焊机上的电流为200A-400A，电压为10-40V；4、调整送丝机的电流为200A-400A，电压为10V-40V，以保持送丝速度为3-8m/min，调整气体流量为3m³/h～6m³/h和功率为50kw～80kw的工作条件下获得超声速粒子射线，打开喷枪口进行喷焊，保证喷枪中出来的焊丝形成束状的火焰，将两根带电的焊丝送入喷枪，在两根焊丝接触尖端产生电弧，形成熔滴，用压缩空气将金属熔滴喷射到工件表面，形成涂层；5、喷枪枪头距工件喷焊面的距离小于150mm，并且枪口与工件喷焊面垂直；6、阀板每转一圈涂层厚度为0.2～0.3mm，转的圈数＝总厚度/旋转一圈的涂层厚度；五、检验1、外观擦去外观杂物，在自然光下、顺光，肉眼与工件距离大于300mm或在40W日光灯500mm高光线下，近视者用2倍放大镜检查工件，涂层应色泽一致，边角无氧化、光滑平整，无聚缩、针眼、裂纹、夹渣等缺陷；2、涂层厚度在一个工件上测三点，尺寸为喷涂前后的差值除以2，三点的平均值即为喷焊厚度，单边涂层厚度小于0.6m为合格品。

有益效果：喷焊过程简便，无需对阀板进行焊前加热及焊后热处理，不锈钢喷焊层与阀板本体结合牢固，不会导致阀板出现裂纹，从而达到提高阀板的耐磨性和耐腐性的目的。增加母体与焊层的附着力，达到“根据不同的规格，在设计压力、在适用的阀门额定值下模拟整个使用寿命完成1000次至10000次的操作循环后而不损坏或耐磨性，应能在水中完成100,000次启闭循环而不受损”的设计要求；确保焊后的焊层成份与焊前相同，满足了等同的不锈钢的成分要求；；提高生产效率，降低生产成本。焊焊后尺寸均匀，表面光滑，最终加工后满足了设计的要求；焊层与母材金属的熔接后，粘接强度达到了标准规定的要求，母材金属上无目视可见的小孔和裂纹进入到熔融的堆焊层表面的气泡等；生产效率比改进前提高300％。现每天平均可喷焊40块左右；生产成本比改进前降低200％，现喷焊不再使用氧气和乙炔气进行加热，没有油污的也不用清洗。

附图说明

图1是本发明的工作示意图；图2是喷焊机的工作原理图。

图中：1、气泵，2、储气罐，3、焊丝，4、喷焊机，5、喷枪，6、阀板，7、旋转工件卡具机构。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：详见附图，一种在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法，具体工艺步骤如下：一、阀板分选检查喷焊位置及相邻两面20mm范围内的阀板是否有油污，将有油污的和没油污的阀板分别放置；二、阀板密封面磨光1、无油污的阀板用角磨机将阀板密封面两侧的尖棱及轴孔孔口处的尖棱磨掉，使密封板面圆弧过渡；2、有油污的阀板用合成水基防锈清洗剂浸泡阀板30分钟后，用清水洗净、晾干；烘箱内100℃～200℃温度，烘干30分钟，阀板密封面磨光；三、打砂粗化a、将清砂机内置入打铸件用的有棱角、干燥、清洁的磨料；b、将磨光后无油污的阀板放入喷砂室内打砂，使阀板各处露出金属色，粗糙度Ra5～Ra10，打砂后的阀板要立即进行喷涂，如间隔超过4小时，工件需重新打砂；c、打砂后的阀板放在托盘上，转入待加工车间，杜绝阀板密封面再沾上粉尘；四、采用专用阀板密封面喷焊设备喷焊阀板密封面，阀板密封面喷焊设备(已另案申请专利)1、将喷焊用不锈钢丝缠绕在送丝机的卷丝盘上；2、阀板工件放置在专用夹具上，转动调节手柄，带动顶尖将阀板压紧并固定，打开电源使工件转动，工件转动速度为3转/min～20转/min；3、开启空气压缩机将空气送入储气罐，保持压力0.2-0.9Mpa，打开储气罐的阀门将空气通过压缩空气气管送入电弧焊机及喷枪，调整电弧焊机上的电流为200A-400A，电压为10-40V；4、调整送丝机的电流为200A-400A，电压为10V-40V，以保持送丝速度为3-8m/min，调整气体流量为3m³/h～6m³/h和功率为50kw～80kw的工作条件下获得超声速粒子射线，打开喷枪口进行喷焊，保证喷枪中出来的焊丝形成束状的火焰，将两根带电的焊丝送入喷枪，在两根焊丝接触尖端产生电弧，形成熔滴，用压缩空气将金属熔滴喷射到工件表面，形成涂层；5、喷枪枪头距工件喷焊面的距离小于150mm，并且枪口与工件喷焊面垂直；6、阀板每转一圈涂层厚度为0.2～0.3mm，阀板旋转圈数＝总厚度/旋转一圈涂层厚度；五、检验1、外观擦去外观杂物，在自然光下、顺光，肉眼与工件距离大于300mm或在40W日光灯500mm高光线下，近视者用2倍放大镜检查工件，涂层应色泽一致，边角无氧化、光滑平整，无聚缩、针眼、裂纹、夹渣等缺陷；2、涂层厚度在一个工件上测三点，尺寸为喷涂前后的差值除以2，三点的平均值即为喷焊厚度，单边涂层厚度小于0.6m为合格品。

如图2所示，其中阀板密封面喷焊设备，主要由连接有气泵1的储气罐2、喷焊机4、送丝机8、压缩空气气管9、喷枪5和旋转工件卡具机构7。

工作原理：将准备喷焊的阀板进行喷砂处理(有机加后留有的油污，首先要取除)后，进行喷焊。喷焊时，首先通过空气压缩机将一定大气压力送入储气罐，再送入电弧焊机和送丝机，调整电弧焊机上和送丝机上的电流和电压，将两根带电的焊丝送入喷枪，在两根焊丝接触尖端产生电弧，形成熔滴，通过高压、高速气体使熔化的不锈钢焊丝熔滴喷射到工件表面，附着在旋转的工件表面，调整无级变速电机控制工件的旋转速度，压缩空气将金属熔滴喷射到工件表面，形成涂层。喷涂层粒子与基本材质之间及喷焊微粒之间以机械结合为主，并伴随着物理冶金结合。

工作过程：首先将准备喷焊的阀板6进行喷砂处理后，阀板工件放置在专用夹具上，转动调节手柄，带动顶尖将阀板压紧固定，无级变速电机(图中未示)输出轴键接大皮带轮(图中未示)通过皮带传动到从动皮带轮(图中未示)，从动皮带轮带动专用夹具转动，实现阀板的转动。进行喷焊时，首先通过空气压缩机将一定大气压力送入储气罐(3m³/h～6m³/h)和较低功率(50kw～80kw)，再通过压缩空气气管送入电弧焊机及喷枪，调整电弧焊机上的电流为200A-400A，电压为10-40V。使不锈钢焊丝熔化，通过无级变速电机控制工件的旋转速度，在高压气体的作用下，向外喷出细小的不锈钢液珠，不锈钢液珠在接触铸铁阀板后迅速冷却，形成一层不锈钢密封层。送丝机的电机输出轴装有主动齿轮(图中未示)带动同齿数左右被动齿轮(图中未示)及送丝轮将焊丝从卷丝盘中通过送丝管送到喷枪，转动与调整支架上端螺栓的手柄调整送丝轮压辊和送丝轮压紧，确保送死的进给量稳定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种在铸铁阀板密封面上喷焊异性材料的方法，其特征是：具体工艺如下：

一、阀板分选

检查喷焊位置及相邻两面20mm范围内的阀板是否有油污，将有油污的阀板和没油污的阀板分别放置；

二、阀板密封面磨光

(1)无油污的阀板

用角磨机将阀板密封面两侧的尖棱及轴孔孔口处的尖棱磨掉，使密封板面圆弧过渡；

(2)有油污的阀板

用合成水基防锈清洗剂浸泡阀板30分钟后，用清水洗净、晾干；烘箱内100℃～200℃温度，烘干30分钟，阀板密封面磨光；

三、打砂粗化

(1)将清砂机内置入打铸件用的有棱角、干燥、清洁的磨料；

(2)将磨光后无油污的阀板放入喷砂室内打砂，使阀板各处露出金属色，粗糙度Ra5～Ra10，打砂后的阀板要立即进行喷涂，如间隔超过4小时，工件需重新打砂；

(3)打砂后的阀板放在托盘上，转入待加工车间，杜绝阀板密封面再沾上粉尘；

四、采用专用阀板密封面喷焊设备喷焊阀板密封面

(1)将喷焊用不锈钢丝缠绕在送丝机的卷丝盘上；

(2)阀板工件放置在专用夹具上，转动调节手柄，带动顶尖将阀板压紧并固定，打开电源使工件转动，工件转动速度为3转/min～20转/min；

(3)开启空气压缩机将空气送入储气罐，保持压力0.2-0.9Mpa，打开储气罐的阀门将空气通过压缩空气气管送入电弧焊机及喷枪，调整电弧焊机上的电流为200A-400A，电压为10-40V；

(4)调整送丝机的电流为200A-400A，电压为10V-40V，以保持送丝速度为3-8m/min，调整气体流量为3m³/h～6m³/h和功率为50kw～80kw的工作条件下获得超声速粒子射线，打开喷枪口进行喷焊，保证喷枪中出来的焊丝形成束状的火焰，将两根带电的焊丝送入喷枪，在两根焊丝接触尖端产生电弧，形成熔滴，用压缩空气将金属熔滴喷射到工件表面，形成涂层；

(5)喷枪枪头距工件喷焊面的距离小于150mm，并且枪口与工件喷焊面垂直；

(6)阀板每转一圈涂层厚度为0.2～0.3mm，阀板旋转圈数＝涂层总厚度/旋转一圈涂层厚度；

五、检验

(1)外观

擦去外观杂物，在自然光下、顺光，肉眼与工件距离大于300mm或在40W日光灯500mm高光线下，近视者用2倍放大镜检查工件，涂层应色泽一致，边角无氧化、光滑平整，无聚缩、针眼、裂纹、夹渣等缺陷；

(2)涂层厚度

在一个工件上测三点，尺寸为喷涂前后的差值除以2，三点的平均值即为喷焊厚度，单边涂层厚度小于0.6m为合格品。