本发明涉及一种球阀防腐耐磨涂层的制备工艺，属于材料表面处理技术领域。
背景技术：
当前，采用超音速火焰喷涂工艺在球体和阀座上制备wc-10co4cr涂层用于硬密封球阀的防腐耐磨已经获得了广泛的应用。但是采用超音速火焰喷涂wc-10co4cr涂层粉末沉积率较低（一般低于45%），并且，由于wc和co粉末价格不断上涨，使得wc-10co4cr材料的价格也越来越高，为此，急需对涂层结构和材料进行改进，才能降低硬密封阀门防护涂层的制备成本。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种球阀防腐耐磨涂层的制备工艺，能够在保持涂层耐磨防腐性能的同时明显降低硬密封阀门的涂层制备成本。
按照本发明提供的技术方案，所述球阀防腐耐磨涂层的制备工艺，其特征是，包括以下步骤：
（1）将球体和阀座零件经过多道次超声清洗除油和水洗烘干再经过喷砂活化和粗化球体和阀座的表面；
（2）将球体移至回转工作台上，并随转轴同步旋转，喷枪采用超音速火焰喷涂工艺对球体依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在球体表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；
（3）球体喷涂完毕后进行磨削，磨削量为50-60μm，研磨量约为5μm；
（4）将阀座固定在平面夹具上，喷枪采用超音速火焰喷涂工艺对阀座依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在阀座表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；
（4）阀座喷涂完成后经粗磨、精磨和超精磨后与球体对研；
所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：0.7-1%，b：3.0-4.5%，si:3.5-5.5%，cr:15.0-18.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%。
进一步地，所述nicrbsi涂层的厚度约为150μm，wc-10co4cr涂层的厚度约为150μm。
进一步地，所述超音速火焰喷涂系统采用液态煤油为燃料和氧气为助燃气，或者采用以丙烷或丙烯为燃料、氧气或/和空气为助燃气。
进一步地，所述步骤（2）中喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm。
进一步地，所述步骤（2）中喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为25l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm。
进一步地，所述步骤（4）中喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm。
进一步地，所述步骤（4）中喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为22l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm。
进一步地，所述步骤（2）中喷枪按圆弧轨迹进行运动，保持喷枪焰流始终对准球心，球体旋转的线速度为600mm/s，喷枪移动的步距为5mm；所述步骤（4）中喷枪做往复直线运动，喷枪移动速度为600mm/s，步距为5mm，并保持喷枪焰流与阀座待喷涂面垂直。
进一步地，所述步骤（1）中球体和阀座喷砂过程中，压缩空气压力为0.4-0.6mpa，砂子粒度为20-40目，喷砂后表面粗糙度为ra4-8。
进一步地，所述步骤（4）磨削加工后涂层的总厚度为230-240μm。
本发明具有以下优点：
（1）本发明采用nicrbsi作为底层wc-10co4cr涂层作为面层的结构可以保持与单一wc-10co4cr涂层具有相同的耐磨性能和更好地抗腐蚀性能，且涂层制备成本可以降低30%左右（nicrbsi粉末的价格只有wc-10co4cr粉末的三分之一，nicrbsi粉末的沉积率比wc-10co4cr粉末高55%，并且，nicrbsi的密度只有wc-10co4cr一半左右）；
（2）阀座采用稍低的煤油流量，这样喷涂在阀座上的涂层硬度比球体上的涂层的硬度低hv100左右，这使得在球阀的使用过程中，磨损主要发生在阀座上，且球体不容易被划伤，大大延长了硬密封球阀的使用寿命。
附图说明
图1为nicrbsi作为底层wc-10co4cr涂层作为面层的结构示意图。
图2为nicrbsi作为底层wc-10co4cr涂层作为面层的截面金相照片。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
（1）将材料均为316不锈钢的球体和阀座零件经过两道次超声清洗除油和水洗烘干处理；
（2）采用粒度为20-40的白刚玉砂在压力为0.4-0.6mpa的压力下对球体表面进行粗化处理，喷砂处理后的表面粗造度为ra4-7；
（3）将该球体移至回转工作台上，并随转轴同步旋转，采用jp8000喷枪对球体依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在球体表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；其中，喷枪用六轴机械手控制，带动喷枪按圆弧轨迹进行运动，并保持喷枪焰流始终对准球心，并且，根据喷斑对应球的线速度不同而调整喷枪移动速度，以保证沉积到球表面涂层厚度的均匀性；一般情况下，球体旋转的线速度为600mm/s，喷枪移动的步距为5mm；所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：1%，b：4.5%，si:5.5%，cr:18.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%；
喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的nicrbsi涂层的厚度为150μm；喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为25l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的wc-10co4cr涂层的厚度为150μm；
（4）球体喷涂完毕后进行磨削，磨削量为50-60μm，研磨量为5μm；
（5）将阀座固定在平面夹具上，喷枪采用超音速火焰喷涂工艺对阀座依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在阀座表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；其中，喷枪用六轴机械手控制，带动喷枪做往复直线运动，喷枪移动速度为600mm/s，喷枪移动步距为5mm，并保持喷枪焰流与阀座待喷涂面垂直；所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：1%，b：4.5%，si:5.5%，cr:18.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%；
喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的nicrbsi涂层的厚度为150μm；喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为22l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的wc-10co4cr涂层的厚度为150μm；
（4）阀座喷涂完成后经粗磨、精磨和超精磨后与球体对研，以提高球体与阀座间的密封性能。
如图1所示，为nicrbsi作为底层wc-10co4cr涂层作为面层的结构示意图，其中1为基体（球体或阀座），2为nicrbsi涂层，3为wc-10co4cr涂层。如图2所示，为nicrbsi作为底层wc-10co4cr涂层作为面层的截面金相照片。
实施例2：
（1）将材料均为316不锈钢的球体和阀座零件经过两道次超声清洗除油和水洗烘干处理；
（2）采用粒度为20-40的白刚玉砂在压力为0.4-0.6mpa的压力下对球体表面进行粗化处理，喷砂处理后的表面粗造度为ra4-7；
（3）将该球体移至回转工作台上，并随转轴同步旋转，采用jp8000喷枪对球体依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在球体表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；其中，喷枪用六轴机械手控制，带动喷枪按圆弧轨迹进行运动，并保持喷枪焰流始终对准球心，并且，根据喷斑对应球的线速度不同而调整喷枪移动速度，以保证沉积到球表面涂层厚度的均匀性；一般情况下，球体转动的线速度为600mm/s，喷枪移动的步距为5mm；所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：0.7%，b：3.0%，si:3.5%，cr:15.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%；
喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的nicrbsi涂层的厚度为150μm；喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为25l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的wc-10co4cr涂层的厚度为150μm；
（4）球体喷涂完毕后进行磨削，磨削量为50-60μm，研磨量为5μm；
（5）将阀座固定在平面夹具上，喷枪采用超音速火焰喷涂工艺对阀座依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在阀座表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；其中，喷枪用六轴机械手控制，带动喷枪做往复直线运动，喷枪移动速度为600mm/s，喷枪移动步距为5mm，并保持喷枪焰流与阀座垂直；所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：0.7%，b：3.0%，si:3.5%，cr:15.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%；
喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的nicrbsi涂层的厚度为150μm；喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为22l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的wc-10co4cr涂层的厚度为150μm；
（4）阀座喷涂完成后经粗磨、精磨和超精磨后与球体对研，以提高球体与阀座间的密封性能。
实施例3：
（1）将材料均为316不锈钢的球体和阀座零件经过两道次超声清洗除油和水洗烘干处理；
（2）采用粒度为20-40的白刚玉砂在压力为0.4-0.6mpa的压力下对球体表面进行粗化处理，喷砂处理后的表面粗造度为ra4-7；
（3）将该球体移至回转工作台上，并随转轴同步旋转，采用jp8000喷枪对球体依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在球体表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；其中，喷枪用六轴机械手控制，带动喷枪按圆弧轨迹进行运动，并保持喷枪焰流始终对准球心，并且，根据喷斑对应球的线速度不同而调整喷枪移动速度，以保证沉积到球表面涂层厚度的均匀性；一般情况下，球体转动的速度为600mm/s，喷枪移动的步距为5mm；所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：0.8%，b：4%，si:4.5%，cr:16.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%；
喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的nicrbsi涂层的厚度为150μm；喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为25l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的wc-10co4cr涂层的厚度为150μm；
（4）球体喷涂完毕后进行磨削，磨削量为50-60μm，研磨量为5μm；
（5）将阀座固定在平面夹具上，喷枪采用超音速火焰喷涂工艺对阀座依次喷涂nicrbsi粉末和wc-10co4cr粉末，从而在阀座表面形成nicrbsi底层和wc-10co4cr面层；其中，喷枪用六轴机械手控制，带动喷枪做往复直线运动，喷枪移动速度为600mm/s，喷枪移动的步距为5mm，并保持喷枪焰流与阀座垂直；所述所述nicrbsi粉末的成分为：c：0.8%，b：4.%，si:4.5%，cr:16.0%，fe≤5.0，余量为n；所述wc-10co4cr粉末的成分为：wc：86%，co：10%，cr：4%；
喷涂nicrbsi粉末时煤油的流量为20l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的nicrbsi涂层的厚度为150μm；喷涂wc-10co4cr粉末时煤油的流量为22l/h，氧气的流量为55m3/h，送粉率为70g/min，喷涂距离为380mm，得到的wc-10co4cr涂层的厚度为150μm；
（4）阀座喷涂完成后经粗磨、精磨和超精磨后与球体对研，以提高球体与阀座间的密封性能。