解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的工藝方法

2023-10-18 02:16:29 2

專利名稱：解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的工藝方法
技術領域：
本發明涉及ー種閥體堆焊硬質合金的エ藝方法，特別涉及ー種解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的エ藝方法。
背景技術：
用於高溫高壓エ況的閥門如疏水閥、截止閥、止回閥等都需要在密封部位堆焊耐磨、抗衝蝕硬質合金，以提高閥門的密封可靠性和使用壽命。當基體材料為鉻鑰型珠光體耐熱鋼和高強度合金鋼時，如Cr5Mo，12CrlMoV, 15CrlMolVl, 25Cr2MoV等，為了預防堆焊裂紋及補償堆焊層由於稀釋所引起的合金元素的降低，生產上經常採用預先堆焊ー層高鎳鉻合金作為過渡層，利用過渡層材料的良好的塑性和抗裂性，將母材和硬質合金堆焊層隔離，然後再堆焊硬質合金。當基體材料為F91、F92等馬氏體高合金耐熱鋼時，採用這種堆焊過渡層的エ藝，效果並不明顯，裂紋還是經常發生，原因是傳統的堆焊方法如圖I所示，當閥體材料是F91、F92時，用A402、A407不鏽鋼打底作為不鏽鋼層2，雖然底部母材I和硬質合金 間3被不鏽鋼層2隔開，但由於硬質合金堆焊需2 3層，堆焊層高度在6 9mm，所以在孔壁上並沒有過渡層，也就沒有抗裂紋的效果，合格率非常低。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供ー種解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的エ藝方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為ー種解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的エ藝方法，其創新點在於所述エ藝步驟為堆焊槽加工，堆焊槽圓周直徑ctB略大於閥體中孔直徑^A2. 5-3. 5mm，堆焊槽高度7_9mm，且堆焊槽孔壁和底面交界處設過渡圓弧R3-4mm;預熱，將閥體置於爐內預熱至200-300°C ;—次堆焊，在堆焊槽內堆焊滿不鏽鋼層；一次焊後熱處理，將一次堆焊後的閥體置於爐內加熱至350°C保溫3 4小時後隨爐冷卻至200°C，再出爐空冷；鑽出合金堆焊孔，將閥體在車床上鑽鍃不鏽鋼層，鑽頭直徑CtC在CtA-Imm 之間，鑽削深度須控制合金堆焊孔底面距堆焊槽底面之間留有I. 5 2mm不鏽鋼層，且合金堆焊孔的孔壁和底面交界處設置過渡圓弧R3-4_ ;二次預熱，將閥體置於爐內預熱至450-500°C ;二次堆焊，在合金堆焊孔內堆焊硬質合金層，硬質合金層堆焊至與堆焊槽齊平；二次焊後熱處理，焊後進行720 760°C焊後熱處理。進ー步的，所述堆焊槽的孔壁和閥體中孔交界處應加工成30° 40 °的斜坡。本發明的優點在於堆焊槽的孔徑略大於閥體中孔，堆焊槽高度7_9mm，目的在於保證最終硬質合金堆焊層厚度3-4mm。在堆焊硬質合金層時，確保硬質合金層底部和側壁均與不鏽鋼層接觸，利用不鏽鋼層作為過渡層的良好的塑性和抗裂性，將閥體母材和硬質合金堆焊層隔離，確保抗裂紋的效果；同時，在堆焊槽孔壁和底面交界處設過渡圓弧R3_4mm，合金堆焊孔的孔壁和底面交界處設置過渡圓弧R3-4mm，避免應カ集中，進ー步避免裂紋。經檢測，採用本エ藝方法堆焊硬質合金層的閥體合格率達到90%。
而堆焊槽的上部孔壁和閥體中孔交界處應加工成30° 40 °的斜坡，便於堆焊不鏽鋼層時的焊條操作。


圖I為傳統方法的閥體密封面堆焊結構。圖2為本發明中閥體堆焊槽結構示意圖。圖3為圖2局部放大圖I。圖4為本發明中閥體堆焊有不鏽鋼層的示意圖 。圖5為本發明中閥體鑽合金堆焊孔示意圖。圖6為圖5中局部放大圖II。圖7為本發明中閥體堆焊硬質合金層示意圖。
具體實施例方式所述エ藝步驟為
堆焊槽加工，如圖2、3所示，在閥體I的中孔底部堆焊槽加工，堆焊槽圓周直徑CtB略大於閥體中孔直徑ctA2. 5-3. 5mm，堆焊槽高度7_9mm，且堆焊槽孔壁和底面交界處設過渡圓弧Rl，Rl為3-4mm;堆焊槽的上部孔壁和閥體中孔交界處應加工成30° 40 °的斜坡。預熱，將閥體I置於爐內預熱至200-300°C。如圖4所示，一次堆焊，預熱後的閥體I取出，在其堆焊槽內堆焊滿高鎳鉻不鏽鋼層2;
一次焊後熱處理，將一次堆焊後的閥體置於爐內加熱至350°C保溫3 4小時後隨爐冷卻至200°C，再出爐空冷。如圖5、6所示，鑽出合金堆焊孔4，將閥體在車床上鑽鍃不鏽鋼層2，鑽頭直徑CtC在CtA-Imm CtA之間，鑽削深度須控制合金堆焊孔4底面距堆焊槽底面之間留有1.5 2mm不鏽鋼層2，且合金堆焊孔4的孔壁和底面交界處設置過渡圓弧R2，R2=3_4mm。鑽合金堆焊孔4後，在堆焊槽的底面及側壁均剰餘一定厚度不鏽鋼層2，底面上厚度為I. 5-2mm，側壁厚度為I. 25-2. 75mm，該底面和側壁部分剰餘的不鏽鋼層2在焊接中與母材發生融合，形成不鏽鋼混合過渡層。二次預熱，將閥體置於爐內預熱至450_500°C。 二次堆焊，如圖7所示，在合金堆焊孔內堆焊硬質合金層3，硬質合金層3堆焊至與堆焊槽齊平。二次焊後熱處理，焊後立即進行720 760°C焊後熱處理。檢驗，通過著色檢驗及目測對閥體進行檢驗，堆焊層無氣孔、夾渣以及裂紋。另外，通過在堆焊試樣上檢驗，通過エ藝評定確定堆焊エ藝參數，形成作業指導書在堆焊並機加エ後，確保密封面處硬度HRc ^ 38，滿足設計要求。
權利要求
1.一種解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的工藝方法，其特徵在於所述工藝步驟為堆焊槽加工，堆焊槽圓周直徑ΦΒ略大於閥體中孔直徑ΦΑ2. 5-3. 5mm，堆焊槽高度7-9mm,且堆焊槽孔壁和底面交界處設過渡圓弧R3_4mm ;預熱,將閥體置於爐內預熱至200-3000C ;一次堆焊，在堆焊槽內堆焊滿不鏽鋼層；一次焊後熱處理，將一次堆焊後的閥體置於爐內加熱至350°C保溫3 4小時後隨爐冷卻至200°C，再出爐空冷；鑽出合金堆焊孔，將閥體在車床上鑽鍃不鏽鋼層，鑽頭直徑AC在ΦΑ-lmm ΦA之間，鑽削深度須控制合金堆焊孔底面距堆焊槽底面之間留有I. 5 2mm不鏽鋼層，且合金堆焊孔的孔壁和底面交界處設置過渡圓弧R3-4mm ;二次預熱，將閥體置於爐內預熱至450-500°C ;二次堆焊，在合金堆焊孔內堆焊硬質合金層，硬質合金層堆焊至與堆焊槽齊平；二次焊後熱處理，焊後進行720 760°C焊後熱處理。
2.根據權利要求I所述的解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的工藝方法，其特徵在於所述堆焊槽的上部孔壁和閥體中孔交界處應加工成30° 40 °的斜坡。
全文摘要
本發明涉及一種解決閥體密封面堆焊硬質合金易產生裂紋的工藝方法，其創新點在於所述工藝步驟為堆焊槽加工，堆焊槽圓周直徑φB略大於閥體中孔直徑φA，且堆焊槽孔壁和底面交界處設過渡圓弧R3-4mm；預熱後一次堆焊，在堆焊槽內堆焊滿不鏽鋼層；一次焊後熱處理後鑽出合金堆焊孔，鑽削深度須控制合金堆焊孔底面距堆焊槽底面之間留有不鏽鋼層，且合金堆焊孔的孔壁和底面交界處設置過渡圓弧R3-4mm；二次預熱後，在合金堆焊孔內堆焊硬質合金層，硬質合金層堆焊至與堆焊槽齊平；最後二次焊後熱處理。硬質合金層底部和側壁均與不鏽鋼層接觸，利用不鏽鋼層作為過渡層的良好的塑性和抗裂性，將閥體母材和硬質合金堆焊層隔離，確保抗裂紋的效果。
文檔編號B23P17/00GK102785065SQ201210316199
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者尤廣泉, 張建華 申請人:南通市電站閥門有限公司