1概述
在火力发电厂，石化系统，煤化工，高粘度流体，粉尘和固体颗粒的混合流体，强腐蚀性流体等介质中，球阀需要使用金属硬密封球阀，因此请选择合适的金属硬密封 球和球阀的阀座的硬化过程非常重要。
2金属硬密封球阀的球和阀座的硬化方法
目前，金属硬密封球阀表面常用的硬化工艺主要有：
（1）球体表面采用硬质合金堆焊（或喷焊），硬度可达到40HRC以上。球面的堆焊工艺复杂，生产效率低，大面积堆焊容易引起零件变形。使用较少的表面硬化工艺。
（2）球体表面镀硬铬，硬度可达60-65HRC，厚度为0.07-0.10mm。镀铬层具有较高的硬度，耐磨性，耐腐蚀性，并且可以长时间保持表面光亮。该过程相对简单并且成本低。但是，随着温度的升高，硬铬涂层的硬度会由于其内部应力的释放而迅速降低，并且其工作温度不能高于427°C。另外，铬镀层的结合力低，并且镀层易于脱落。
（3）在球体表面进行等离子渗氮，表面硬度可达60-65HRC，渗氮层厚度为0.20-0.40mm。等离子体氮化硬化工艺由于其较差的耐腐蚀性而不能用于诸如化学强烈腐蚀的领域。
（4）在球体表面进行超音速喷涂工艺，硬度高达70-75HRC，聚集强度高，厚度为0.3-0.4mm。超音速喷涂是球表面硬化的主要工艺方法。硬化过程主要用于火力发电厂，石化系统和煤化工行业的高粘度流体中。具有灰尘和固体颗粒的混合流体，以及腐蚀性极强的流体介质。
超音速喷涂工艺是一种过程，其中氧燃料燃烧产生高速气流，以加速粉末颗粒撞击工件表面以形成致密的表面涂层。在冲击过程中，由于更快的颗粒速度（500?750m / s）和更低的颗粒温度（-3000℃），在冲击工件表面后，可以实现高结合强度，低孔隙率和低氧化物含量获得。涂层。 HVOF的特点是合金粉末颗粒的速度超过声音的速度，甚至是声音速度的2至3倍，而气流速度是声音速度的4倍。
HVOF是一种新的加工技术。喷涂厚度为0.3-0.4mm。涂层和工件机械结合。粘结强度高（77MPa），涂层的孔隙率低（<1％）。该工艺对工件的加热温度较低（＜93℃），工件不变形，可以冷喷涂。喷涂时，粉粒速度高（1370m / s），无热影响区，工件组成和结构不变，涂层硬度高，可机加工。
喷涂是金属材料表面的热喷涂处理工艺。它使用热源将粉末（金属粉末，合金粉末，陶瓷粉末）加热至熔融或高塑性状态，然后通过气流对其进行喷涂并将其沉积在预处理过的工件表面上，形成一层工件表面。 （基材）牢固地粘结到涂层（焊接）上。
在喷焊和堆焊硬化过程中，硬质合金和基体都具有熔化过程，并且在硬质合金和基体的组件处有一个热熔区，以充分实现喷焊的性能。或堆焊硬质合金层，并避免加工后焊接热熔。该区域为金属接触面，建议喷焊或堆焊硬质合金的厚度应大于3mm。
3硬密封球阀阀球与阀座接触面的硬度匹配
金属滑动接触表面必须具有一定的硬度差，否则容易卡住。在实际应用中，阀球与阀座之间的硬度差一般为5-10HRC。这种硬度差异使球阀具有更好的使用寿命。由于球体的复杂加工和高昂的加工成本，为了保护球体免受损坏和磨损，通常将球体的硬度选择为高于阀座表面的硬度。
阀球和阀座的接触表面硬度得到了广泛的应用。硬度协调有两种类型：①阀球的表面硬度为55HRC，阀座的表面为45HRC，阀球的表面可以采用超音速喷涂Stellite20合金，并且阀座的表面可以堆焊司太立12。合金，这种硬度匹配是金属密封球阀使用最广泛的硬度匹配，可以满足金属硬密封球阀的常规磨损要求； ②气门球的表面硬度为68HRC，气门座表面为58HRC。阀球表面可以超声喷涂碳化钨。阀座表面可以采用超音速喷涂的Stellite20合金。该硬度广泛用于煤化工行业，具有很高的耐磨性和使用寿命。
在国外，阀球和阀座表面具有相同的硬度。阀球和阀座表面均采用超音速喷涂碳化钨工艺，表面硬度大于72HRC。即使在超高硬度的情况下，阀球和阀座也接触。表面也不容易卡住。但是，在中国，尚无成熟的研磨工艺来生产表面硬度大于72HRC的阀球和阀座。难以确保阀球和阀座的配合，并且很少使用。
4硬密封球阀阀球和阀座的硬化要注意的问题
金属硬密封球阀球和阀座材料通常选择不锈钢或耐腐蚀材料，否则硬质合金和阀座（或阀球）的粘结层将很容易被介质腐蚀，硬质合金层会掉落。 ，这会影响球阀的寿命。
此外，应针对不同的阀座（或阀球）材料选择合适的硬化工艺。双相不锈钢材料广泛用于煤化工行业。双相不锈钢材料具有良好的耐腐蚀疲劳性和耐磨蚀性。
双相不锈钢材料是一种兼具铁素体和奥氏体结构的钢。铁素体和奥氏体组织各占50％左右，两相组织是独立的，其性能特征兼顾了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特性。根据铁素体不锈钢的特性，当温度在400?500℃范围内时，长期保温会产生强烈的脆性。这种现象通常称为475℃脆化。当温度超过400?500℃时，双相不锈钢的性能会受到损害。
如果双相不锈钢材料采用喷焊或堆焊硬质合金工艺，在该过程中（通常温度高于900℃）熔化硬质合金和基体的过程将破坏双相不锈钢材料的金相组织。 ，因此双相不锈钢材料不适合用于喷焊（或堆焊）硬质合金硬化过程。双相不锈钢材料的表面硬化工艺适合于超音速喷涂工艺，并且硬化工艺必须确保其不会损坏双相不锈钢材料基体的金相结构。
5结论
金属硬密封球阀的球和阀座采用合理的硬化工艺，可以提高金属硬密封阀的使用寿命和性能，合理的硬化工艺可以降低制造成本。随着新技术的不断涌现，将会出现更多的硬化处理过程。金属硬密封阀的硬化过程和硬度协调是一个非常复杂的问题。因此，应充分注意硬密封阀的设计，材料选择，硬化工艺和硬度协调。
