CN102785065B - 解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法，其创新点在于所述工艺步骤为：堆焊槽加工，堆焊槽圆周直径φB略大于阀体中孔直径φA，且堆焊槽孔壁和底面交界处设过渡圆弧R3-4mm；预热后一次堆焊，在堆焊槽内堆焊满不锈钢层；一次焊后热处理后钻出合金堆焊孔，钻削深度须控制合金堆焊孔底面距堆焊槽底面之间留有不锈钢层，且合金堆焊孔的孔壁和底面交界处设置过渡圆弧R3-4mm；二次预热后，在合金堆焊孔内堆焊硬质合金层，硬质合金层堆焊至与堆焊槽齐平；最后二次焊后热处理。硬质合金层底部和侧壁均与不锈钢层接触，利用不锈钢层作为过渡层的良好的塑性和抗裂性，将阀体母材和硬质合金堆焊层隔离，确保抗裂纹的效果。

Description

解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种阀体堆焊硬质合金的工艺方法，特别涉及一种解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法。
背景技术
用于高温高压工况的阀门如疏水阀、截止阀、止回阀等都需要在密封部位堆焊耐磨、抗冲蚀硬质合金，以提高阀门的密封可靠性和使用寿命。当基体材料为铬钼型珠光体耐热钢和高强度合金钢时，如Cr5Mo，12Cr1MoV，15Cr1Mo1V1，25Cr2MoV等，为了预防堆焊裂纹及补偿堆焊层由于稀释所引起的合金元素的降低，生产上经常采用预先堆焊一层高镍铬合金作为过渡层，利用过渡层材料的良好的塑性和抗裂性，将母材和硬质合金堆焊层隔离，然后再堆焊硬质合金。当基体材料为F91、F92等马氏体高合金耐热钢时，采用这种堆焊过渡层的工艺，效果并不明显，裂纹还是经常发生，原因是：传统的堆焊方法如图1所示，当阀体材料是F91、F92时，用A402、A407不锈钢打底作为不锈钢层2，虽然底部母材1和硬质合金间3被不锈钢层2隔开，但由于硬质合金堆焊需2～3层，堆焊层高度在6～9mm,所以在孔壁上并没有过渡层，也就没有抗裂纹的效果，合格率非常低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法，其创新点在于所述工艺步骤为：堆焊槽加工，堆焊槽圆周直径φB比阀体中孔直径φA大2.5-3.5mm，堆焊槽高度7-9mm，且堆焊槽孔壁和底面交界处设过渡圆弧R3-4mm；预热，将阀体置于炉内预热至200-300℃；一次堆焊，在堆焊槽内堆焊满不锈钢层；一次焊后热处理，将一次堆焊后的阀体置于炉内加热至350℃保温3～4小时后随炉冷却至200℃，再出炉空冷；钻出合金堆焊孔，将阀体在车床上钻锪不锈钢层，钻头直径φC在φA-1mm～φA之间，钻削深度须控制合金堆焊孔底面距堆焊槽底面之间留有1.5～2mm不锈钢层，且合金堆焊孔的孔壁和底面交界处设置过渡圆弧R3-4mm；二次预热，将阀体置于炉内预热至450-500℃；二次堆焊，在合金堆焊孔内堆焊硬质合金层，硬质合金层堆焊至与堆焊槽齐平；二次焊后热处理，焊后进行720～760℃焊后热处理。
进一步的，所述堆焊槽的孔壁和阀体中孔交界处应加工成30°～40 °的斜坡。
本发明的优点在于：堆焊槽的孔径略大于阀体中孔，堆焊槽高度7-9mm，目的在于保证最终硬质合金堆焊层厚度3-4mm。在堆焊硬质合金层时，确保硬质合金层底部和侧壁均与不锈钢层接触，利用不锈钢层作为过渡层的良好的塑性和抗裂性，将阀体母材和硬质合金堆焊层隔离，确保抗裂纹的效果；同时，在堆焊槽孔壁和底面交界处设过渡圆弧R3-4mm，合金堆焊孔的孔壁和底面交界处设置过渡圆弧R3-4mm，避免应力集中，进一步避免裂纹。经检测，采用本工艺方法堆焊硬质合金层的阀体合格率达到90%。
而堆焊槽的上部孔壁和阀体中孔交界处应加工成30°～40 °的斜坡，便于堆焊不锈钢层时的焊条操作。
附图说明
图1为传统方法的阀体密封面堆焊结构。
图2为本发明中阀体堆焊槽结构示意图。
图3为图2局部放大图Ⅰ。
图4为本发明中阀体堆焊有不锈钢层的示意图。
图5为本发明中阀体钻合金堆焊孔示意图。
图6为图5中局部放大图Ⅱ。
图7为本发明中阀体堆焊硬质合金层示意图。
具体实施方式
所述工艺步骤为：
堆焊槽加工，如图2、3所示，在阀体1的中孔底部堆焊槽加工，堆焊槽圆周直径φB比阀体中孔直径φA大2.5-3.5mm，堆焊槽高度7-9mm，且堆焊槽孔壁和底面交界处设过渡圆弧R1，R1为3-4mm；堆焊槽的上部孔壁和阀体中孔交界处应加工成30°～40 °的斜坡。
预热，将阀体1置于炉内预热至200-300℃。
如图4所示，一次堆焊，预热后的阀体1取出，在其堆焊槽内堆焊满高镍铬不锈钢层2；
一次焊后热处理，将一次堆焊后的阀体置于炉内加热至350℃保温3～4小时后随炉冷却至200℃，再出炉空冷。
如图5、6所示，钻出合金堆焊孔4，将阀体在车床上钻锪不锈钢层2，钻头直径φC在φA-1mm～φA之间，钻削深度须控制合金堆焊孔4底面距堆焊槽底面之间留有1.5～2mm不锈钢层2，且合金堆焊孔4的孔壁和底面交界处设置过渡圆弧R2，R2=3-4mm。
钻合金堆焊孔4后，在堆焊槽的底面及侧壁均剩余一定厚度不锈钢层2，底面上厚度为1.5-2mm，侧壁厚度为1.25-2.75mm，该底面和侧壁部分剩余的不锈钢层2在焊接中与母材发生融合，形成不锈钢混合过渡层。
二次预热，将阀体置于炉内预热至450-500℃。
二次堆焊，如图7所示，在合金堆焊孔内堆焊硬质合金层3，硬质合金层3堆焊至与堆焊槽齐平。
二次焊后热处理，焊后立即进行720～760℃焊后热处理。
检验，通过着色检验及目测对阀体进行检验，堆焊层无气孔、夹渣以及裂纹。另外，通过在堆焊试样上检验，通过工艺评定确定堆焊工艺参数，形成作业指导书在堆焊并机加工后，确保密封面处硬度HRc≥38，满足设计要求。

Claims (2)

1.一种解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法，其特征在于所述工艺步骤为：堆焊槽加工，堆焊槽圆周直径φB比阀体中孔直径φA大2.5-3.5mm，堆焊槽高度7-9mm，且堆焊槽孔壁和底面交界处设过渡圆弧R3-4mm；预热，将阀体置于炉内预热至200-300℃；一次堆焊，在堆焊槽内堆焊满不锈钢层；一次焊后热处理，将一次堆焊后的阀体置于炉内加热至350℃保温3～4小时后随炉冷却至200℃，再出炉空冷；钻出合金堆焊孔，将阀体在车床上钻锪不锈钢层，钻头直径φC在φA-1mm～φA之间，钻削深度须控制合金堆焊孔底面距堆焊槽底面之间留有1.5～2mm不锈钢层，且合金堆焊孔的孔壁和底面交界处设置过渡圆弧R3-4mm；二次预热，将阀体置于炉内预热至450-500℃；二次堆焊，在合金堆焊孔内堆焊硬质合金层，硬质合金层堆焊至与堆焊槽齐平；二次焊后热处理，焊后进行720～760℃焊后热处理。
2.根据权利要求1所述的解决阀体密封面堆焊硬质合金易产生裂纹的工艺方法，其特征在于：所述堆焊槽的上部孔壁和阀体中孔交界处应加工成30°～40 °的斜坡。
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