专利名称：陶瓷复合阀门及制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门的制作方法，尤其涉及一种陶瓷复合阀门及制作工艺。
背景技术：
目前，在全世界范围内，油田阀门和电厂阀门的腐蚀是一个世界性课题， 一旦阀门被腐蚀穿后，不仅会给一个国家造成很大的经济损失，也会产生很大的社会影响。因此，长期以来，国内外很多研究者们，针对油田阀门的工作特性，从多条途径探讨解决的方案。如果有朝一 日，解决了这个问题，则所产生的社会效益和经济效益是无可估量的。
现在技术中针对提高阀门耐腐蚀方面有如下技术手段 1、常用的解决方案就是采用高镍高铬的合金钢，这些材料在一定的程度上，可延缓阀门的腐蚀进程，但是无法从根本上来解决这一问题。而且这些材料制成合金钢成本很高，在一定程度上也制约着它们的推广。 2、采用新材料从腐蚀机理出发，设法寻找耐腐蚀的金属元素或非金属元素，目前主要的方向是朝低碳高铬高镍方向发展，这一方面的研究工作难度较大，离实际应用还有较大的距离。 3、对基体材料表面进行涂层采用一定的方法如激光、电弧、等离子等将耐腐蚀的材料涂敷于金属表面，形成一层耐腐蚀层。但这种方法的存在着几个问题，第一个问题就是的要求比较高，喷涂设备的价格也比较贵，喷涂的成本较高， 一般的制造厂家难以承受；第二个问题就是喷涂层的致密性问题，如喷涂工艺选择得不合适，则所得到的涂层组织就比较疏松，高压的腐蚀气体很容易通过涂层侵入到阀门的基体，没有达到防腐蚀的目的；第三个问题就是涂层与基体之间的结合力问题，涂层与基体的结合力不仅与各自的材质有着很大的关系，而且与喷涂工艺也有着很大的关系，如涂层与基体之间不能做到冶金结合的话，则在高压气体和泥沙的冲击下，很容易会将涂层冲掉。 采用缓蚀剂；使用这种方法所面临的另一个问题就是它的硬度问题，因为，高分子防腐蚀层其硬度较低，在高压泥沙的冲刷下，其有效寿命就成了一个很大的问题。
发明内容
要解决的技术问题 本发明提供了一种陶瓷复合阀门及制作工艺，解决了上述的针对高压阀门耐腐蚀
性差或耐腐蚀性相对较高但价格昂贵等问题。 本发明采用以下技术方案解决技术问题 陶瓷复合阀门，包括阀门本体和陶瓷阀芯，所述的陶瓷阀芯布置在阀门本体的内壁上。 本发明所述的陶瓷复合阀门，还包括胶接层，所述的胶接层设置阀门本体与陶瓷阀芯之间。 本发明所述的陶瓷复合阀门，所述的胶接层是磷酸无机胶。
本发明述的陶瓷复合阀门，所述的阀门本体为碳素结构钢阀门。 本发明所述的陶瓷复合阀门的制作工艺，步骤如下 1)、选定阀门，测定阀门本体内部结构形状及尺寸； 2)、根据步骤1中测定后的内部结构及尺寸，确定相应的陶瓷阀芯与阀门本体的 公差； 3)、分析阀门本体的金属材料的相关指标，确定制作陶瓷阀芯的陶制材质； 4)、根据步骤1中测定的阀门本体的内部结构及尺寸，制作相应的陶瓷阀芯的坯
料模具； 5)、将选定的制作陶瓷阀芯的材料填充在坯料模具中并挤压形成相应的形状； 6)、根据步骤5中所述的陶瓷坯料模具烧制成型陶瓷阀芯； 7)、阀门本体的内壁进行磨削加工； 8)、将制作完成的陶瓷阀芯挤压在阀门本体内，即完成本陶瓷复合阀门的制作。 9)、将组装后的阀门本体按照阀门的最终要求进行组合加工，即完成本陶瓷复合
阀门的制作。
有益效果 (1)从根本上解决了油田阀门和电厂阀门的腐蚀问题；
(2)陶瓷复合阀门的使用寿命要远高于普通阀门； (3)由于这种陶瓷阀门的钢质基体采用普通的碳素结构钢，无需采用昂贵的高合 金钢，因此，这种陶瓷阀门的综合成本只是略高于目前现有的阀门； (4)这种阀门有别于目前市场上流行的陶瓷阀门，目前市场上流行的阀门主要有
两种，一种为全陶瓷阀门，另一种为采用一定工艺制成的烧结阀门。前者无法承受油田和电
厂的高压；后者由于烧结的高温而造成的变形，很难制成阀门的复杂结构，只能用于像陶瓷
钢管这类结构比较简单的场合。而本文所述的陶瓷复合阀门则完全在常温下完成。
(5)由于采用了特殊的陶瓷成型工艺，这种陶瓷阀门的生产效率较高，完全可以进
行批量生产，成本降低。
图1为本发明结构示意图； 图2为本发明上陶芯示意图； 图3为本发明下陶芯示意图； 图4为本发明工艺流程图； 图中1是阀门本体、2是陶瓷阀芯、3是胶接层。
具体实施例方式
下面结合附图进一步详细说明本发明； 陶瓷复合阀门，包括阀门本体1、陶瓷阀芯2，所述的阀门本体1的内壁布置陶瓷层 2。胶接层3填涂在阀门本体1与陶瓷阀芯2之间，胶接层3是磷酸无机胶。阀门本体1为 碳素结构钢阀门。 制作该陶瓷复合阀门的工艺步骤如下
4
1)、选定碳素结构钢阀门工作气压为700大气压、最低工作温度-50°〇、最高工作 温度14(TC，测定该阀门本体1内部结构形状及尺寸； 2)、步骤1中测定后的内部结构及尺寸确定相应的陶瓷阀芯2、陶瓷阀芯2分为上 下两个陶瓷阀心，以阀门本体1的阀板轴心为分界线；并确定与阀门本体1的配合公差；
3)、分析阀门本体1的金属材料的相关指标，在综多的陶瓷种类中(如氧化铝陶 瓷、碳化硅陶瓷、氧化锆陶瓷等等)，确定制作陶瓷阀芯2的陶制材质；所选用的陶瓷应该与 该阀门本体1的热力学性能指标相近似，如热膨胀系数等。 4)、根据步骤3确定陶瓷材质后，再根据步骤1中测定好的阀门本体l的内部结构 及尺寸制作相应的陶瓷阀芯2的模具，陶瓷阀芯2的最薄壁约为8毫米；
5)、挤压陶瓷阀芯2，将选定好的制作陶瓷阀芯2的材料填充在模具中并挤压形成 相应的形状； 6)、步骤5中所述烧制成型陶瓷阀芯2的，采用微波烧制的方法，进行焙烧，烧制温 度为1145t:，将烧制成型的上下陶瓷阀芯2进行外表面磨削； 7)、阀门本体1的内壁进行磨削加工，保证与上下陶瓷阀芯2的内壁设计尺寸一
致，在阀门本体1内壁上涂制一层磷酸无机胶 8)、将制作完成上下的陶瓷阀芯2挤压在阀门本体1内， 9)、加温固化后在磨削加工陶瓷阀芯2的内壁，即完成本陶瓷复合阀门的制作。
权利要求
陶瓷复合阀门，其特征在于包括阀门本体(1)和陶瓷阀芯(2)，所述的陶瓷阀芯(2)布置在阀门本体(1)的内壁上。
2. 根据权利要求1所述的陶瓷复合阀门，其特征在于还包括胶接层(3)，所述的胶接层(3)设置阀门本体(1)与陶瓷阀芯(2)之间。
3. 根据权利要求2所述的陶瓷复合阀门，其特征在于所述的胶接层(3)是磷酸无机胶。
4. 根据权利要求1或2或3所述的陶瓷复合阀门，其特征在于所述的阀门本体(1)为碳素结构钢阀门。
5. 权利要求1所述的陶瓷复合阀门的制作工艺，其特征在于步骤如下1) 、选定阀门，测定阀门本体(1)内部结构形状及尺寸；2) 、根据步骤1中测定后的内部结构及尺寸，确定相应的陶瓷阀芯(2)与阀门本体(1)的公差；3) 、分析阀门本体(1)的金属材料的相关指标，确定制作陶瓷阀芯(2)的陶制材质；4) 、根据步骤1中测定的阀门本体(1)的内部结构及尺寸，制作相应的陶瓷阀芯(2)的坯料模具；5) 、将选定的制作陶瓷阀芯(2)的材料填充在坯料模具中并挤压形成相应的形状；6) 、根据步骤5中所述的陶瓷坯料模具烧制成型陶瓷阀芯(2);7) 、阀门本体(1)以及陶瓷阀芯(2)各自按照设计尺寸的要求分别进行机械加工；8) 、将制作完成的陶瓷阀芯(2)挤压在阀门本体(1)内；9) 、将组装后的阀门本体(1)按照阀门的最终要求进行组合加工，即完成本陶瓷复合阀门的制作。
全文摘要
本发明涉及一种阀门的制作方法，尤其涉及一种陶瓷复合阀门及制作工艺。包括阀门本体和陶瓷阀芯，所述的陶瓷阀芯布置在阀门本体的内壁上；选定阀门，测定阀门本体内部结构形状及尺寸；确定相应的陶瓷阀芯与阀门本体的公差，分析阀门本体的金属材料的相关指标，制作相应的陶瓷阀芯的坯料模具，填充在坯料模具中并挤压形成相应的形状；陶瓷坯料模具烧制成型陶瓷阀芯，即完成本陶瓷复合阀门的制作。本发明从根本上解决了油田阀门和电厂阀门的腐蚀问题，陶瓷复合阀门的使用寿命要远高于普通阀门，阀门无需采用昂贵的高合金钢，由于采用了特殊的陶瓷成型工艺，陶瓷阀门的生产效率较高，完全可以进行批量生产，成本降低。
文档编号F16K27/04GK101761659SQ20101010832
公开日2010年6月30日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者张伟, 袁安富 申请人:南京信息工程大学