在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法
2023-06-25 19:46:16
專利名稱：在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法
技術領域：
本發明屬於閥門加工工藝，尤其涉及一種在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法。
背景技術：
閥門的閥板通常採用球墨鑄鐵製成。閥門使用過程中由於閥板耐磨性和耐腐性較差，使用很短時間，閥門就會出現跑冒滴漏現象。長期以來閥門製造廠一直在設法提高閥板的耐磨性和耐腐性，尤其是適用於使用在水處理行業，所有與介質接觸的零件不得對介質有汙染的閥門。目前採用的方法有第一種方法使用電焊，此方法根本無法在球墨鑄鐵閥板上噴焊不鏽鋼塗層實施。不但母材裂，焊層也裂；由於不鏽鋼含碳量較高，在焊時造成碳析出，破壞了不鏽鋼成份；第二種方法使用氬弧焊，此方法小規格雖然能滿足設計要求，但容易產生裂紋，返工率達80%以上。在焊時造成碳析出，破壞了不鏽鋼成份。且生產效率低、生產成本也高，焊後由於硬度又高不易加工。大規格根本無法實施；第三種方法使用火焰噴塗，此方法，小規格雖然能滿足設計要求，產生裂紋的概率也比第二種方法小，但成型困難，生產效率低、生產成本也高。需用汽油清洗每一塊閥板，同時還需用氧氣和乙炔起將閥板烘烤到90(TC以上，且需邊加熱邊噴焊；噴焊後由於硬度又高、不易加工。每天最多平均也只能噴焊4塊左右，4個小時就得使用1瓶氧氣和乙炔氣；第四種方法使用等離子噴焊，此方法只能使用含鎳量大於85%的純鎳粉末堆焊在閥板上，不但生產效率低( 一天只能噴焊4塊左右)，而且噴焊前對工件預熱，即在噴焊時要用氧氣和乙炔氣將閥板烘烤到900°C以上，尤其是在噴焊大規格時，還要邊加熱才能實施噴焊，否則無法實施噴焊，氧氣和
乙炔氣使用量也很大，純氬氣的耗量也很大，且焊後易產生裂紋，焊層脫落。噴焊後由於硬度又高不易加工。閥門行業亟待開發新的噴塗工藝，以滿足提高閥板的耐磨性和耐腐性的設計要求。
發明內容
本發明是為了克服現有技術中的不足，提供一種在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法，採用超音速等離子噴焊工藝，在球墨鑄鐵閥板的密封面上噴焊耐腐蝕、耐磨損的不鏽鋼，解決了易產生裂紋的問題，還降低了能耗和生產成本。 本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現，一種在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法，其特徵是具體工藝如下一、閥板分選檢查噴焊位置及相鄰兩面20mm範圍內的閥板是否有油汙，將有油汙的和沒油汙的閥板分別放置；二、閥板密封面磨光1、無油汙的閥板用角磨機將閥板密封面兩側的尖稜及軸孔孔口處的尖稜磨掉，使密封板面圓弧過渡；2、有油汙的閥板用合成水基防鏽清洗劑浸泡閥板30分鐘後，用清水洗淨、晾乾；烘箱內100°C 20(TC溫度，烘乾30分鐘，閥板密封面磨光；三、打砂粗化1、將清砂機內置入打鑄件用的有稜角、乾燥、清潔的磨料；2、將磨光後無油汙的閥板放入噴砂室內打砂，使閥板各處露出金屬色，粗糙度Ra5 RalO，打砂後的閥板要立即進行噴塗，如間隔超過4小時，
3工件需重新打砂；3、打砂後的閥板放在託盤上，轉入待加工車間，杜絕閥板密封面再沾上粉塵；四、採用專用閥板密封面噴焊設備噴焊閥板密封面1、將噴焊用不鏽鋼絲纏繞在送絲機的巻絲盤上；2、閥板工件放置在專用夾具上，轉動調節手柄，帶動頂尖將閥板壓緊並固定，打開電源使工件轉動，工件轉動速度為3轉/min 20轉/min ;3、開啟空氣壓縮機將空氣送入儲氣罐，保持壓力0. 2-0. 9Mpa，打開儲氣罐的閥門將空氣通過壓縮空氣氣管送入電弧焊機及噴槍，調整電弧焊機上的電流為200A-400A，電壓為10-40V ;4、調整送絲機的電流為200A-400A，電壓為10V-40V，以保持送絲速度為3-8m/min，調整氣體流量為3m3/h 6m3/h和功率為50kw 80kw的工作條件下獲得超聲速粒子射線，打開噴槍口進行噴焊，保證噴槍中出來的焊絲形成束狀的火焰，將兩根帶電的焊絲送入噴槍，在兩根焊絲接觸尖端產生電弧，形成熔滴，用壓縮空氣將金屬熔滴噴射到工件表面，形成塗層；5、噴槍槍頭距工件噴焊面的距離小於150mm，並且槍口與工件噴焊面垂直；6、閥板每轉一圈塗層厚度為0. 2 0. 3咖，轉的圈數=總厚度/旋轉一圈的塗層厚度；五、檢驗1、外觀擦去外觀雜物，在自然光下、順光，肉眼與工件距離大於300mm或在40W日光燈500mm高光線下，近視者用2倍放大鏡檢查工件，塗層應色澤一致，邊角無氧化、光滑平整，無聚縮、針眼、裂紋、夾渣等缺陷；2、塗層厚度在一個工件上測三點，尺寸為噴塗前後的差值除以2，三點的平均值即為噴焊厚度，單邊塗層厚度小於0. 6m為合格品。 有益效果噴焊過程簡便，無需對閥板進行焊前加熱及焊後熱處理，不鏽鋼噴焊層與閥板本體結合牢固，不會導致閥板出現裂紋，從而達到提高閥板的耐磨性和耐腐性的目的。增加母體與焊層的附著力，達到"根據不同的規格，在設計壓力、在適用的閥門額定值下模擬整個使用壽命完成1000次至10000次的操作循環後而不損壞或耐磨性，應能在水中完成100，000次啟閉循環而不受損"的設計要求；確保焊後的焊層成份與焊前相同，滿足了等同的不鏽鋼的成分要求；；提高生產效率，降低生產成本。焊焊後尺寸均勻，表面光滑，最終加工後滿足了設計的要求；焊層與母材金屬的熔接後，粘接強度達到了標準規定的要求，母材金屬上無目視可見的小孔和裂紋進入到熔融的堆焊層表面的氣泡等；生產效率比改進前提高300%。現每天平均可噴焊40塊左右；生產成本比改進前降低200%，現噴焊不再使用氧氣和乙炔氣進行加熱，沒有油汙的也不用清洗。
圖1是本發明的工作示意圖；圖2是噴焊機的工作原理圖。 圖中1、氣泵，2、儲氣罐，3、焊絲，4、噴焊機，5、噴槍，6、閥板，7、旋轉工件卡具機構。
具體實施例方式
以下結合較佳實施例，對依據本發明提供的具體實施方式
詳述如下詳見附圖，一種在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法，具體工藝步驟如下一、閥板分選檢查噴焊位置及相鄰兩面20mm範圍內的閥板是否有油汙，將有油汙的和沒油汙的閥板分別放置；二、閥板密封面磨光1、無油汙的閥板用角磨機將閥板密封面兩側的尖稜及軸孔孔口處的尖稜磨掉，使密封板面圓弧過渡；2、有油汙的閥板用合成水基防鏽清洗劑浸泡閥板30分鐘後，用清水洗淨、晾乾；烘箱內1Q(TC 20(TC溫度，烘乾30分鐘，閥板密封面磨光；三、打砂粗化a、將清砂機內置入打鑄件用的有稜角、乾燥、清潔的磨料；b、將磨光後無油汙的閥板放入噴砂室內打砂，使閥板各處露出金屬色，粗糙度Ra5 RalO，打砂後的閥板要立即進行噴塗，如間隔超過4小時，工件需重新打砂；c、打砂後的閥板放在託盤上，轉入待加工車間，杜絕閥板密封面再沾上粉塵；四、採用專用閥板密封面噴焊設備噴焊閥板密封面，閥板密封面噴焊設備(已另案申請專利)1、將噴焊用不鏽鋼絲纏繞在送絲機的巻絲盤上；2、閥板工件放置在專用夾具上，轉動調節手柄，帶動頂尖將閥板壓緊並固定，打開電源使工件轉動，工件轉動速度為3轉/min 20轉/min ;3、開啟空氣壓縮機將空氣送入儲氣罐，保持壓力O. 2-0. 9Mpa，打開儲氣罐的閥門將空氣通過壓縮空氣氣管送入電弧焊機及噴槍，調整電弧焊機上的電流為200A-400A，電壓為10-40V ;4、調整送絲機的電流為200A-400A，電壓為10V-40V，以保持送絲速度為3-8m/min，調整氣體流量為3m3/h 6m3/h和功率為50kw 80kw的工作條件下獲得超聲速粒子射線，打開噴槍口進行噴焊，保證噴槍中出來的焊絲形成束狀的火焰，將兩根帶電的焊絲送入噴槍，在兩根焊絲接觸尖端產生電弧，形成熔滴，用壓縮空氣將金屬熔滴噴射到工件表面，形成塗層；5、噴槍槍頭距工件噴焊面的距離小於150mm，並且槍口與工件噴焊面垂直；6、閥板每轉一圈塗層厚度為0. 2 0. 3mm，閥板旋轉圈數=總厚度/旋轉一圈塗層厚度；五、檢驗1、外觀擦去外觀雜物，在自然光下、順光，肉眼與工件距離大於300mm或在40W日光燈500mm高光線下，近視者用2倍放大鏡檢查工件，塗層應色澤一致，邊角無氧化、光滑平整，無聚縮、針眼、裂紋、夾渣等缺陷；2、塗層厚度在一個工件上測三點，尺寸為噴塗前後的差值除以2，三點的平均值即為噴焊厚度，單邊塗層厚度小於0. 6m為合格品。 如圖2所示，其中閥板密封面噴焊設備，主要由連接有氣泵1的儲氣罐2、噴焊機4、送絲機8、壓縮空氣氣管9、噴槍5和旋轉工件卡具機構7。 工作原理將準備噴焊的閥板進行噴砂處理(有機加後留有的油汙，首先要取除)後，進行噴焊。噴焊時，首先通過空氣壓縮機將一定大氣壓力送入儲氣罐，再送入電弧焊機和送絲機，調整電弧焊機上和送絲機上的電流和電壓，將兩根帶電的焊絲送入噴槍，在兩根焊絲接觸尖端產生電弧，形成熔滴，通過高壓、高速氣體使熔化的不鏽鋼焊絲熔滴噴射到工件表面，附著在旋轉的工件表面，調整無級變速電機控制工件的旋轉速度，壓縮空氣將金屬熔滴噴射到工件表面，形成塗層。噴塗層粒子與基本材質之間及噴焊微粒之間以機械結合為主，並伴隨著物理冶金結合。 工作過程首先將準備噴焊的閥板6進行噴砂處理後，閥板工件放置在專用夾具上，轉動調節手柄，帶動頂尖將閥板壓緊固定，無級變速電機(圖中未示)輸出軸鍵接大皮帶輪(圖中未示)通過皮帶傳動到從動皮帶輪(圖中未示)，從動皮帶輪帶動專用夾具轉動，實現閥板的轉動。進行噴焊時，首先通過空氣壓縮機將一定大氣壓力送入儲氣罐(3m3/h 6mVh)和較低功率(50kw 80kw)，再通過壓縮空氣氣管送入電弧焊機及噴槍，調整電弧焊機上的電流為200A-400A，電壓為10-40V。使不鏽鋼焊絲熔化，通過無級變速電機控制工件的旋轉速度，在高壓氣體的作用下，向外噴出細小的不鏽鋼液珠，不鏽鋼液珠在接觸鑄鐵閥板後迅速冷卻，形成一層不鏽鋼密封層。送絲機的電機輸出軸裝有主動齒輪(圖中未示)帶動同齒數左右被動齒輪(圖中未示)及送絲輪將焊絲從巻絲盤中通過送絲管送到噴槍，轉動與調整支架上端螺栓的手柄調整送絲輪壓輥和送絲輪壓緊，確保送死的進給量穩定。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
權利要求
一種在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法，其特徵是具體工藝如下一、閥板分選檢查噴焊位置及相鄰兩面20mm範圍內的閥板是否有油汙，將有油汙的閥板和沒油汙的閥板分別放置；二、閥板密封面磨光(1)無油汙的閥板用角磨機將閥板密封面兩側的尖稜及軸孔孔口處的尖稜磨掉，使密封板面圓弧過渡；(2)有油汙的閥板用合成水基防鏽清洗劑浸泡閥板30分鐘後，用清水洗淨、晾乾；烘箱內100℃～200℃溫度，烘乾30分鐘，閥板密封面磨光；三、打砂粗化(1)將清砂機內置入打鑄件用的有稜角、乾燥、清潔的磨料；(2)將磨光後無油汙的閥板放入噴砂室內打砂，使閥板各處露出金屬色，粗糙度Ra5～Ra10，打砂後的閥板要立即進行噴塗，如間隔超過4小時，工件需重新打砂；(3)打砂後的閥板放在託盤上，轉入待加工車間，杜絕閥板密封面再沾上粉塵；四、採用專用閥板密封面噴焊設備噴焊閥板密封面(1)將噴焊用不鏽鋼絲纏繞在送絲機的卷絲盤上；(2)閥板工件放置在專用夾具上，轉動調節手柄，帶動頂尖將閥板壓緊並固定，打開電源使工件轉動，工件轉動速度為3轉/min～20轉/min；(3)開啟空氣壓縮機將空氣送入儲氣罐，保持壓力0.2-0.9Mpa，打開儲氣罐的閥門將空氣通過壓縮空氣氣管送入電弧焊機及噴槍，調整電弧焊機上的電流為200A-400A，電壓為10-40V；(4)調整送絲機的電流為200A-400A，電壓為10V-40V，以保持送絲速度為3-8m/min，調整氣體流量為3m3/h～6m3/h和功率為50kw～80kw的工作條件下獲得超聲速粒子射線，打開噴槍口進行噴焊，保證噴槍中出來的焊絲形成束狀的火焰，將兩根帶電的焊絲送入噴槍，在兩根焊絲接觸尖端產生電弧，形成熔滴，用壓縮空氣將金屬熔滴噴射到工件表面，形成塗層；(5)噴槍槍頭距工件噴焊面的距離小於150mm，並且槍口與工件噴焊面垂直；(6)閥板每轉一圈塗層厚度為0.2～0.3mm，閥板旋轉圈數＝塗層總厚度/旋轉一圈塗層厚度；五、檢驗(1)外觀擦去外觀雜物，在自然光下、順光，肉眼與工件距離大於300mm或在40W日光燈500mm高光線下，近視者用2倍放大鏡檢查工件，塗層應色澤一致，邊角無氧化、光滑平整，無聚縮、針眼、裂紋、夾渣等缺陷；(2)塗層厚度在一個工件上測三點，尺寸為噴塗前後的差值除以2，三點的平均值即為噴焊厚度，單邊塗層厚度小於0.6m為合格品。
全文摘要
本發明涉及一種在鑄鐵閥板密封面上噴焊異性材料的方法，具體工藝如下閥板分選，閥板密封面磨光，打砂粗化，採用專用閥板密封面噴焊設備噴焊閥板密封面，調整送絲機的電流為200A-400A，電壓為10V-40V，以保持送絲速度為3-8m/min，調整氣體流量為3m3/h～6m3/h和功率為50kw～80kw的工作條件下獲得超聲速粒子射線，打開噴槍口進行噴焊，保證噴槍中出來的焊絲形成束狀的火焰，將兩根帶電的焊絲送入噴槍，在兩根焊絲接觸尖端產生電弧，形成熔滴，用壓縮空氣將金屬熔滴噴射到工件表面，形成塗層；檢驗。有益效果噴焊過程簡便，無需對閥板進行焊前加熱及焊後熱處理，不鏽鋼噴焊層與閥板本體結合牢固，不會導致閥板出現裂紋，從而達到提高閥板的耐磨性和耐腐性的目的。
文檔編號B23K9/04GK101786193SQ20101012944
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月22日 優先權日2010年3月22日
發明者王先文, 範全軍 申請人:天津市富賽克閥門有限公司