CN102601850B - 碳化硅球阀阀芯加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳化硅球阀阀芯加工方法，其为解决现有同类阀芯在开启或关闭较为频繁时，易受到通道流通介质不断地腐蚀、磨损的技术问题而设计。该阀芯为设有中心通孔的球形体，其要点在于采用碳化硅材料制作球形体，碳化硅材料的颗粒为0.5～0.7微米，纯度为97～99%，所述碳化硅材料的颗粒在恒温恒湿工作环境中压制成筒子坯料，压制成型后的筒子坯料经过第一次预烧成形后，车削加工成球状体，并铣出开关槽，再经过第二次烧结以达到碳化硅性能指标。本发明选择了碳化硅材料及加工方法制作，具有微观毛孔吸收油润滑的作用，以及耐腐蚀、耐高温、耐磨的特点；适合在航空航天、核电工程、油气开采、深海潜水、石油化工等高端领域应用。

Description

碳化硅球阀阀芯加工方法
技术领域
本发明涉及球阀配套件的阀芯及其材质，是一种碳化硅球阀阀芯加工方法。
背景技术
球阀广泛应用于流体的管道输送，是管道阀门的主要产品之一；目前球阀的阀芯普遍采用钢或钢表层喷镀硬质合金的加工方法制成，但这些材料硬度欠高，喷镀层容易脱落，不耐腐蚀，不耐高温，容易磨损导致使用寿命较短。此类球阀及其生产和加工，如中国专利文献中披露的专利号ZL200410025327.0，授权公告号CN100356095C，授权公告日2007年12月19日，发明名称为“球阀阀芯及其制造方法”，该球阀阀芯包括截有上、下平行相等截面的空心球体和贯穿所述球体的内管，所述球体上开有控制所述阀芯转动的槽，所述球体的端部周边与所述内管的外表面直接紧密连接。本发明的制造方法包括：选择一定尺寸的空心球体，表面冲槽，在车床上切去上、下直口并镗内孔尺寸；选择相应尺寸的内管；将内管下端车削去一定厚度的外环，然后将内管与球体装配，使内管与球体下端部卡固密封连接；将上述装配体放入模具，将内管与球体上端部压制成紧密连接的毛坯；将上述毛坯上、下端部车削去多余的材料，抛光、清洗。但上述披露的技术方案尚未涉及球阀配套件阀芯的材质及加工方法，因阀芯的材质的选择，以及加工方法是拓展领域受限的技术问题；其在航空航天、核电工程、油气开采、深海潜水、石油化工等高端领域应用受到一定的限制。 
发明内容
本发明将克服上述的不足，旨在向本领域提供一种碳化硅球阀阀芯加工方法，使其能解决同类产品使用寿命较短，使用领域受到一定限制的技术问题。本发明是采用如下的技术方案实现。
一种碳化硅球阀阀芯加工方法，该碳化硅球阀阀芯为设有中心通孔的球形体，球形体的一侧外径设有开关槽；所述球形体设置于阀体内，球形体的中心通孔与阀体的通道相通，球形体通过开关槽、阀杆与手柄连接。其要点在于所述球形体的加工流程如下：采用碳化硅材料制作球形体，所述碳化硅材料的颗粒为0.5～0.7微米，纯度为97～99%，所述碳化硅材料的颗粒在恒温恒湿工作环境中压制成筒子坯料，压制成型后的筒子坯料经过第一次预烧成形后，车削加工成球状体，并铣出开关槽，再经过第二次烧结以达到碳化硅硬度HRA＞93，密度＞3.15 g/cm3的性能指标，并采用数控球磨加工中心对外表面进行磨削加工至成品。
上述球形体的加工流程中，为进一步提高其产品的质量和精密度：所述碳化硅材料的颗粒采用静压工艺压制成筒子坯料，第一次在真空炉中烧结，达到稳定收缩变形量，消除粘接剂造成的应力，第一次烧结成为筒子坯料。同时，在筒子坯料初加工后；所述的筒子坯料初加工后放足余量，初步加工成半成品，将半成品再次在真空炉中烧结达到所述碳化硅的性能指标。上述碳化硅球阀阀芯加工方法即为采用新材料新工艺制作无压烧结碳化硅阀芯的加工方法。
本发明制得的阀芯硬度高，密度大，重量轻，耐腐蚀，耐高温，耐磨，使用寿命较长；适合在航空航天、核电工程、油气开采、深海潜水、石油化工等高端领域应用。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图。
图2是本发明的部分剖视结构示意图，即为图1的半部分左视剖视结构示意图。
图3是本发明的实施例结构示意图。
具体实施方式
现结合附图1～3对本发明作进一步描述，附图中的名称及序号：球形体1、中心通孔2、开关槽3、手柄4、阀杆5、阀座6、阀体7、通道8。
本发明的实施例以碳化硅球阀阀芯工作状态为例。如图1、图2所示，该碳化硅球阀阀芯为中心通孔2的球形体1，球形体的一侧外径设有开关槽3；如图3所示，所述球形体设置于阀体7内，球形体的中心通孔与阀体的通道8相通，球形体通过开关槽、阀杆5与手柄4连接。由于该碳化硅球阀阀芯采用新材料新工艺制作无压烧结碳化硅阀芯，其硬度HRA＞93，密度＞3.15g/cm3，具有耐腐蚀、耐高温、耐磨的特点。
关闭状态：如图3所示，在关闭状态时，该碳化硅球阀阀芯的球形体上中心通孔与阀体的通道不相通。开启状态：扳动手柄，阀杆的一端部嵌入球形体的开关槽带动球形体向顺时针方向扳动90°，使球形体的中心通孔与阀体的通道相通，该碳化硅球阀阀芯处于开启状态。
该碳化硅球阀阀芯在使用时，开启或关闭一般较为频繁，阀座与球形体在动配合的同时，还受到通道内流通介质不断地腐蚀、磨损，尤其是高温工况下球形体的表层磨损量将加大。 因碳化硅材质具有微观毛孔吸收油润滑的作用，选择了碳化硅材料及加工方法制作的该碳化硅球阀阀芯具有耐腐蚀、耐高温、耐磨的特点，故延长了使用寿命。

Claims (1)

1.一种碳化硅球阀阀芯加工方法，该碳化硅球阀阀芯为设有中心通孔（2）的球形体（1），球形体的一侧外径设有开关槽（3）；所述球形体设置于阀体（7）内，球形体的中心通孔与阀体的通道（8）相通，球形体通过开关槽、阀杆（5）与手柄（4）连接；其特征在于：
所述球形体（1）的加工流程如下：采用碳化硅材料制作球形体，所述碳化硅材料的颗粒为0.5～0.7微米，纯度为97～99%，所述碳化硅材料的颗粒在恒温恒湿工作环境中压制成筒子坯料，压制成型后的筒子坯料经过第一次预烧成形后，车削加工成球状体，并铣出开关槽（3），再经过第二次烧结以达到碳化硅硬度HRA＞93，密度＞3.15g/cm3的性能指标，并采用数控球磨加工中心对外表面进行磨削加工至成品；
所述碳化硅材料的颗粒采用静压工艺压制成筒子坯料，第一次在真空炉中烧结，达到稳定收缩变形量，消除粘接剂造成的应力，第一次烧结成为筒子坯料；
所述的筒子坯料初加工后放足余量，初步加工成半成品，将半成品再次在真空炉中烧结达到所述碳化硅的性能指标。
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