CN109027275A - 一种耐摩擦整体阀帽式针阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐摩擦整体阀帽式针阀，涉及针阀技术领域，包括阀体，安装在阀体上的阀杆，套在阀杆外周，并安装在阀体上的阀帽，阀杆上端安装有手柄，下端设有V型阀杆头，V型阀杆头设有耐摩擦防腐层，耐摩擦防腐层按照耐摩擦层：防腐层为2:1的比例混合，防腐层为磷酸盐防腐层，耐摩擦层包括重量份数计的以下组分：铬：12‑14份，In：2‑5份，Se：1‑3份，Ni：2‑5份，ZrN：2‑3份，硅氧烷添加剂：3‑5份，稀土：1‑2份，Ti：4‑5份，N：4‑5份，W：2‑4份，C：2‑4份，碳纤维粉：5‑7份，甲基丙烯酸甲酯：4‑6份。本发明的耐摩擦防腐层可以确保V型阀杆头的耐磨擦性能以及防腐性能。
Description
技术领域
本发明涉及针阀技术领域，特别是涉及一种耐摩擦整体阀帽式针阀。
背景技术
改良的针阀是一种应用范围广泛的微调阀，其阀塞为针形，主要用作调节气流量，微调阀要求阀口开启逐渐变大，从关闭到开启最大能连续细微地调节。针形阀塞即能实现这种功能，阀针与阀座间的密封是依靠其锥面紧密配合达到的。
现有阀针虽然外观好，但是其耐摩擦性能较弱，在日常使用当中，会使本身磨损较快，从而降低使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有阀针虽然外观好，但是其耐摩擦性能较弱，在日常使用当中，会使本身磨损较快，从而降低使用寿命。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种耐摩擦整体阀帽式针阀，包括阀体，安装在阀体上的阀杆，套在阀杆外周，并安装在阀体上的阀帽，所述阀杆上端安装有手柄，下端设有V型阀杆头，所述V型阀杆头设有耐摩擦防腐层，所述耐摩擦防腐层按照耐摩擦层：防腐层为2:1的比例混合，所述防腐层为磷酸盐防腐层，所述耐摩擦层包括重量份数计的以下组分：铬：12-14份，In：2-5份，Se：1-3份，Ni：2-5份，ZrN：2-3份，硅氧烷添加剂：3-5份，稀土：1-2份，Ti：4-5份，N：4-5份，W：2-4份，C：2-4份，碳纤维粉：5-7份，甲基丙烯酸甲酯：4-6份。
本发明进一步限定的技术方案是：所述耐摩擦防腐层的制备工艺包括以下步骤：
a、制备V型阀杆头，并将V型阀杆头的自身温度保持在315℃，等待镀层；
b、将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到450度形成合金溶液；
c、将磷酸盐防腐层加入到步骤b中的合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌15-20分钟,形成喷涂液；
d、将步骤c中的喷涂液喷涂到步骤a中的V型阀杆头上，喷涂完毕后以8℃/s的速度水冷至3℃，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层半成品；
e、对步骤d中的耐摩擦防腐层进行渗C处理，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层成品。
进一步的，所述步骤e中，渗C处理包括以下步骤，将步骤d中的V型阀杆头上放置到活性渗C介质中，且保证活性渗C介质的含碳量远远大于V型阀杆头心部的含碳量；升温至350～380°淬火，保温12-13h；降温至-45℃～-30℃回火，保温25～30min，将V型阀杆头从活性渗C介质中取出，冷却至室温，清洁即可。
前所述的一种耐摩擦整体阀帽式针阀，：所述防腐层包括按重量份数计的以下组分：混合磷酸盐：12-17份，氨基树脂：3-7份，聚双丙酮丙烯酰胺26：5-7份，苯胺单体：1-4份，去离子水：9-17份，纳米二氧化硅：6-9份，钡酸盐：3-7份，Na2SiO3：4-7份，氧化锌：3-7份。
前所述的一种耐摩擦整体阀帽式针阀，所述防腐层的制备工艺包括以下步骤：
T1、称取氨基树脂、去离子水、氧化锌、Na2SiO3和钡酸盐，其中Na2SiO3和钡酸盐的比例为1：(1～2)，形成A组分；
T2、称取聚双丙酮丙烯酰胺26、苯胺单体、去离子水和纳米二氧化硅，其中，聚双丙酮丙烯酰胺26和纳米二氧化硅的比例为3:2，形成B组分；
T3、将A组分和B组分按照1：(4-7)的比例混合搅拌均匀，利用混合磷酸盐调节A组分和B组分混合液的pH调节为4.2-4.6即可。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中的耐摩擦层中添加Ti、N、W、C在熔炼时可以形成TiC、TiCN和WC，将其喷涂到V型阀杆头上时，可以再V型阀杆头表面形成一系列的硬质覆膜，来提高V型阀杆头的耐磨性能以及硬度，本发明中添加的碳纤维粉和硅氧烷添加剂可以提高V型阀杆头表面耐摩擦防腐层的润滑度，经试验，在充分润滑条件下，摩擦系数为0.012，不润滑条件下为0.022，耐磨性大幅度提高，从而减少V型阀杆头与外物接触时的摩擦力，添加的甲基丙烯酸甲酯是一种硬质单体，可以进一步确保耐摩擦防腐层的强度，此外，添加的铬、In、Se、Ni等元素，可以确保耐摩擦防腐层的硬度，并进一步提高耐摩擦防腐层的耐摩擦性能；
(2)本发明中对V型阀杆头进行渗C处理，可以使C原子从V型阀杆头表面向V型阀杆头叶片内部渗透，而V型阀杆头表面的耐摩擦防腐层上存在有小孔，C原子在向V型阀杆头内部渗透的过程中，C原子会残留在小孔内，堵住耐摩擦防腐层的小孔，并残留在耐摩擦防腐层上，使耐摩擦防腐层更加的稳定，一方面提高了耐摩擦防腐层的强度，另一方面提高了耐摩擦防腐层的耐磨性能喝防腐蚀性能；
(3)本发明中的防腐层中的混合磷酸盐可以确保耐摩擦防腐层的防腐性能，添加的纳米二氧化硅和Na2SiO3具有较强的耐化学性能，可以进一步提高耐摩擦防腐层的耐腐蚀性能，此外，其中的纳米二氧化硅可以提高耐磨擦层中的铬、In、Se、Ni等元素以及TiC、TiCN和WC等硬质覆膜的抗老化性能，提高耐摩擦层的实用寿命，添加的Na2SiO3是一种矿黏合剂，其硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，具有较强的粘合力，可以提高耐摩擦层和防腐层对V型阀杆头的附着力，使耐摩擦防腐层不易脱落。
附图说明
图1为本发明用于体现V型阀杆头的结构示意图。
其中：1、阀体；2、阀杆；21、V型阀杆头；3、阀帽；4、手柄。
具体实施方式
实施例1：一种耐摩擦整体阀帽式针阀，如图1所示，包括阀体1，安装在阀体1上的阀杆2，套在阀杆2外周，并安装在阀体1上的阀帽3，阀杆2上端安装有手柄4，下端设有V型阀杆头21，V型阀杆头21外表面设有耐摩擦防腐层，耐摩擦防腐层按照耐摩擦层：防腐层为2:1的比例混合，防腐层为磷酸盐防腐层，耐摩擦层包括重量份数计的以下组分：铬：12-14份，In：2-5份，Se：1-3份，Ni：2-5份，ZrN：2-3份，硅氧烷添加剂：3-5份，稀土：1-2份，Ti：4-5份，N：4-5份，W：2-4份，C：2-4份，碳纤维粉：5-7份，甲基丙烯酸甲酯：4-6份。本实施例的耐摩擦层选择包括重量计的以下组分：铬：13kg，In：3.5kg，Se：2kg，Ni：3.5kg，ZrN：2.5kg，硅氧烷添加剂：4kg，稀土：1.5kg，Ti：4.5kg，N：4.5kg，W：3kg，C：3kg，碳纤维粉：6kg，甲基丙烯酸甲酯：5kg。
耐摩擦防腐层的制备工艺包括以下步骤：
a、制备V型阀杆头，并将V型阀杆头的自身温度保持在315℃，等待镀层；
b、将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到450度形成合金溶液；
c、将磷酸盐防腐层加入到步骤b中的合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌15-20分钟,形成喷涂液；
d、将步骤c中的喷涂液喷涂到步骤a中的V型阀杆头上，喷涂完毕后以8℃/s的速度水冷至3℃，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层半成品；
e、对步骤d中的耐摩擦防腐层进行渗C处理，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层成品。
步骤e中，渗C处理包括以下步骤，将步骤d中的V型阀杆头上放置到活性渗C介质中，且保证活性渗C介质的含碳量远远大于V型阀杆头心部的含碳量；升温至350～380°淬火，保温12-13h；降温至-45℃～-30℃回火，保温25～30min，将V型阀杆头从活性渗C介质中取出，冷却至室温，清洁即可。
防腐层包括按重量份数计的以下组分：混合磷酸盐：12-17份，氨基树脂：3-7份，聚双丙酮丙烯酰胺26：5-7份，苯胺单体：1-4份，去离子水：9-17份，纳米二氧化硅：6-9份，钡酸盐：3-7份，Na2SiO3：4-7份，氧化锌：3-7份。本实施例防腐层选择包括按重量计的以下组分：混合磷酸盐：16kg，氨基树脂：5kg，聚双丙酮丙烯酰胺26：6kg，苯胺单体：2.5kg，去离子水：13kg，纳米二氧化硅：7.5kg，钡酸盐：5kg，Na2SiO3：5.5kg，氧化锌：5kg。
防腐层的制备工艺包括以下步骤：
T1、称取氨基树脂、去离子水、氧化锌、Na2SiO3和钡酸盐，其中Na2SiO3和钡酸盐的比例为1：(1～2)，形成A组分；
T2、称取聚双丙酮丙烯酰胺26、苯胺单体、去离子水和纳米二氧化硅，其中，聚双丙酮丙烯酰胺26和纳米二氧化硅的比例为3:2，形成B组分；
T3、将A组分和B组分按照1：(4-7)的比例混合搅拌均匀，利用混合磷酸盐调节A组分和B组分混合液的pH调节为4.2-4.6即可。
实施例2：一种耐摩擦整体阀帽式针阀，如图1所示，包括阀体1，安装在阀体1上的阀杆2，套在阀杆2外周，并安装在阀体1上的阀帽3，阀杆2上端安装有手柄4，下端设有V型阀杆头21，V型阀杆头21外表面设有耐摩擦防腐层，耐摩擦防腐层按照耐摩擦层：防腐层为2:1的比例混合，防腐层为磷酸盐防腐层，耐摩擦层包括重量计的以下组分：铬：12kg，In：2kg，Se：1kg，Ni：2kg，ZrN：2kg，硅氧烷添加剂：3kg，稀土：1kg，Ti：4kg，N：4kg，W：2kg，C：2kg，碳纤维粉：5kg，甲基丙烯酸甲酯：4kg。
耐摩擦防腐层的制备工艺包括以下步骤：
a、制备V型阀杆头，并将V型阀杆头的自身温度保持在315℃，等待镀层；
b、将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到450度形成合金溶液；
c、将磷酸盐防腐层加入到步骤b中的合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌15-20分钟,形成喷涂液；
d、将步骤c中的喷涂液喷涂到步骤a中的V型阀杆头上，喷涂完毕后以8℃/s的速度水冷至3℃，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层半成品；
e、对步骤d中的耐摩擦防腐层进行渗C处理，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层成品。
步骤e中，渗C处理包括以下步骤，将步骤d中的V型阀杆头上放置到活性渗C介质中，且保证活性渗C介质的含碳量远远大于V型阀杆头心部的含碳量；升温至350～380°淬火，保温12-13h；降温至-45℃～-30℃回火，保温25～30min，将V型阀杆头从活性渗C介质中取出，冷却至室温，清洁即可。
防腐层包括按重量计的以下组分：混合磷酸盐：12kg，氨基树脂：3kg，聚双丙酮丙烯酰胺26：5kg，苯胺单体：1kg，去离子水：9kg，纳米二氧化硅：6kg，钡酸盐：3kg，Na2SiO3：4kg，氧化锌：3kg。
防腐层的制备工艺包括以下步骤：
T1、称取氨基树脂、去离子水、氧化锌、Na2SiO3和钡酸盐，其中Na2SiO3和钡酸盐的比例为1：(1～2)，形成A组分；
T2、称取聚双丙酮丙烯酰胺26、苯胺单体、去离子水和纳米二氧化硅，其中，聚双丙酮丙烯酰胺26和纳米二氧化硅的比例为3:2，形成B组分；
T3、将A组分和B组分按照1：(4-7)的比例混合搅拌均匀，利用混合磷酸盐调节A组分和B组分混合液的pH调节为4.2-4.6即可。
实施例3：一种耐摩擦整体阀帽式针阀，如图1所示，包括阀体1，安装在阀体1上的阀杆2，套在阀杆2外周，并安装在阀体1上的阀帽3，阀杆2上端安装有手柄4，下端设有V型阀杆头21，V型阀杆头21外表面设有耐摩擦防腐层，耐摩擦防腐层按照耐摩擦层：防腐层为2:1的比例混合，防腐层为磷酸盐防腐层，耐摩擦层包括重量计的以下组分：铬：14kg，In：5kg，Se：3kg，Ni：5kg，ZrN：3kg，硅氧烷添加剂：5kg，稀土：2kg，Ti：5kg，N：5kg，W：4kg，C：4kg，碳纤维粉：7kg，甲基丙烯酸甲酯：6kg。
耐摩擦防腐层的制备工艺包括以下步骤：
a、制备V型阀杆头，并将V型阀杆头的自身温度保持在315℃，等待镀层；
b、将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到450度形成合金溶液；
c、将磷酸盐防腐层加入到步骤b中的合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌15-20分钟,形成喷涂液；
d、将步骤c中的喷涂液喷涂到步骤a中的V型阀杆头上，喷涂完毕后以8℃/s的速度水冷至3℃，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层半成品；
e、对步骤d中的耐摩擦防腐层进行渗C处理，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层成品。
步骤e中，渗C处理包括以下步骤，将步骤d中的V型阀杆头上放置到活性渗C介质中，且保证活性渗C介质的含碳量远远大于V型阀杆头心部的含碳量；升温至350～380°淬火，保温12-13h；降温至-45℃～-30℃回火，保温25～30min，将V型阀杆头从活性渗C介质中取出，冷却至室温，清洁即可。
防腐层包括按重量计的以下组分：混合磷酸盐：17kg，氨基树脂：7kg，聚双丙酮丙烯酰胺26：7kg，苯胺单体：4kg，去离子水：17kg，纳米二氧化硅：9kg，钡酸盐：7kg，Na2SiO3：7kg，氧化锌：7kg。
防腐层的制备工艺包括以下步骤：
T1、称取氨基树脂、去离子水、氧化锌、Na2SiO3和钡酸盐，其中Na2SiO3和钡酸盐的比例为1：(1～2)，形成A组分；
T2、称取聚双丙酮丙烯酰胺26、苯胺单体、去离子水和纳米二氧化硅，其中，聚双丙酮丙烯酰胺26和纳米二氧化硅的比例为3:2，形成B组分；
T3、将A组分和B组分按照1：(4-7)的比例混合搅拌均匀，利用混合磷酸盐调节A组分和B组分混合液的pH调节为4.2-4.6即可。
试验结果如下：
性能按国标进行测定，对V型阀杆头表面的耐摩擦防腐层进行试验，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如下所示：
由上表的实验结果可知，实施例1～实施例3中的V型阀杆头表面的耐摩擦防腐层的硬度较高，且由摩擦系数可知，V型阀杆头表面的耐摩擦防腐层的润滑度较高，可以预知V型阀杆头表面的耐摩擦防腐层的耐摩擦性能较高，即汽轮机叶片的硬度有所提高，采用FQY025型盐雾箱，进行人造气氛盐雾腐蚀120小时，以及用4wt％NaCl水溶液在温度(22±2)℃下浸没100小时，由产品外观观察可知，实施例1～实施例3中V型阀杆头表面的耐摩擦防腐层无较大程度的变化，可以预知防腐性能较强，因此，本发明的耐摩擦防腐层可以确保V型阀杆头的耐磨擦性能以及防腐性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种耐摩擦整体阀帽式针阀，包括阀体（1），安装在阀体（1）上的阀杆（12），套在阀杆（12）外周，并安装在阀体（1）上的阀帽（3），所述阀杆（12）上端安装有手柄（4），下端设有V型阀杆头（21），其特征在于：所述V型阀杆头（21）外表面设有耐摩擦防腐层，所述耐摩擦防腐层按照耐摩擦层：防腐层为2:1的比例混合，所述防腐层为磷酸盐防腐层，所述耐摩擦层包括重量份数计的以下组分：铬：12-14份，In：2-5份，Se：1-3份，Ni：2-5份， ZrN：2-3份，硅氧烷添加剂：3-5份，稀土：1-2份，Ti：4-5份，N：4-5份，W：2-4份，C：2-4份，碳纤维粉：5-7份，甲基丙烯酸甲酯：4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种耐摩擦整体阀帽式针阀，其特征在于：所述耐摩擦防腐层的制备工艺包括以下步骤：
a、制备V型阀杆头，并将V型阀杆头的自身温度保持在315℃，等待镀层；
b、将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚，感应加热到450度形成合金溶液；
c、将磷酸盐防腐层加入到步骤b中的合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌15-20分钟,形成喷涂液；
d、将步骤c中的喷涂液喷涂到步骤a中的V型阀杆头上，喷涂完毕后以8℃/s的速度水冷至3℃，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层半成品；
e、对步骤d中的耐摩擦防腐层进行渗C处理，在V型阀杆头上形成耐摩擦防腐层成品。
3.根据权利要求2所述的一种耐摩擦整体阀帽式针阀，其特征在于：所述步骤e中，渗C处理包括以下步骤，将步骤d中的V型阀杆头上放置到活性渗C介质中，且保证活性渗C介质的含碳量远远大于V型阀杆头心部的含碳量；升温至350~380°淬火，保温12-13h；降温至-45℃~-30℃回火，保温25~30min，将V型阀杆头从活性渗C介质中取出，冷却至室温，清洁即可。
4.根据权利要求1所述的一种耐摩擦整体阀帽式针阀，其特征在于：所述防腐层包括按重量份数计的以下组分：混合磷酸盐：12-17份，氨基树脂：3-7份，聚双丙酮丙烯酰胺26：5-7份，苯胺单体：1-4份，去离子水：9-17份，纳米二氧化硅：6-9份，钡酸盐：3-7份，Na2SiO3：4-7份，氧化锌：3-7份。
5.根据权利要求4所述的一种耐摩擦整体阀帽式针阀，其特征在于：所述防腐层的制备工艺包括以下步骤：
T1、称取氨基树脂、去离子水、氧化锌、Na2SiO3和钡酸盐，其中Na2SiO3和钡酸盐的比例为1：（1～2），形成A组分；
T2、 称取聚双丙酮丙烯酰胺26、苯胺单体、去离子水和纳米二氧化硅，其中，聚双丙酮丙烯酰胺26和纳米二氧化硅的比例为3:2，形成B组分；
T3、将A组分和B组分按照1：（4-7）的比例混合搅拌均匀，利用混合磷酸盐调节A组分和B组分混合液的pH调节为4.2-4.6即可。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181218 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |