专利名称：阀门及其阀杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及阀门制造技术领域，更具体地说，涉及一种阀门及其阀杆。
背景技术：
在煤化工、煤粉生产中，一些阀门，特别是阀门的阀杆，会长期受到煤渣等高硬度物料的摩擦，而且物料常常含有一些硬杂质和化学腐蚀性杂质，导致物料对阀杆表面的磨损和冲蚀腐蚀更加严重。因此，在煤化工、煤粉生产中需要耐磨、耐腐蚀的阀杆。目前，采用硬面堆焊方法来获得耐磨、耐腐蚀阀杆。通常阀杆基体采用不锈钢，由基体提供抵抗外力所需的强度、韧性、塑性等综合性能，通过硬面堆焊方法在基材表面堆焊一层耐磨材料，以提高表面硬度和抗磨损。现有硬面堆焊方法主要有手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等，焊条采用合金熔芯焊丝，熔覆层易出现厚度不均和硬度不均，导致熔覆层与基体钢件的粘结强度较差。因为耐磨层堆焊较薄时，阀杆工作时耐磨层较易受到冲蚀、腐蚀剥落，降低阀杆的工作寿命，所以耐磨层需要堆焊较厚些，即需要堆焊多层熔覆，由因熔覆层与基体钢件粘结强度较差，熔合强度较低，堆焊多层熔覆时耐磨层较易剥落，也降低阀杆的工作寿命。因此，采用现有的硬面堆焊方法只能堆焊单层熔覆，即采用现有的硬面堆焊方法获得的耐磨层为一层熔覆。但是，熔覆层为一层导致耐磨层较薄，阀杆在煤化工、煤炭深加工的恶劣环境中使用，耐磨层较易出现冲蚀、剥落，最终降低阀杆的使用寿命，使其不能满足煤化工、煤炭深加工的恶劣环境对阀杆使用寿命的要求。综上所述，如何提供一种阀杆，以提高阀杆的使用寿命，进而使得阀杆满足煤化工、煤炭深加工的恶劣环境对其使用寿命的要求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种阀杆，提高了阀杆的工作寿命，进而使得阀杆满足了煤化工、煤炭深加工的恶劣环境对其使用寿命的要求。为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种阀杆，包括阀杆基体和裹于所述阀杆基体的工作端外表面的耐磨层，所述耐磨层包括从所述阀杆基体表面依次分布的硬质合金激光熔覆层、碳化钨真空熔结层和纳米涂层。优选的，上述阀杆中，所述工作端的外表面为梯度面。优选的，上述阀杆中，阀杆基体为钢材基体。基于上述提供的阀杆，本实用新型还提供了一种阀门，包括阀杆和阀芯，所述阀杆为上述任意一项所述的阀杆。本实用新型提供的阀杆中，裹于阀杆基体工作端的耐磨层为三层，与现有技术相比，明显地提高了耐磨层的耐磨性能；同时第一层耐磨层为硬质合金激光熔覆层，主要作用为提高了熔覆层与阀杆基体的结合强度，第二层耐磨层为碳化钨真空熔结层，提高了耐磨CN 202274191 U
说明书
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层的硬度和均勻性，第三层耐磨层为纳米涂层，进一步提高耐磨层的硬度、韧性和防腐蚀性能。因此，本实用新型提供的阀杆，提高了阀杆的工作寿命，进而使得阀杆满足了煤化工、煤炭深加工的恶劣环境对其使用寿命的要求。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例提供的阀杆的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的阀杆工作端外表面的耐磨层的结构示意图。上图1-图2中耐磨层1、阀杆基体2、工作端21、第一耐磨层11、第二耐磨层12、第三耐磨层13。
具体实施方式
本实用新型提供了一种阀杆，提高了阀杆的工作寿命，进而使得阀杆在煤化工、煤炭深加工的恶劣环境中工作时，其使用寿命满足要求。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参考附图1-2，图1为本实用新型实施例提供的阀杆的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的阀杆上的耐磨层的结构示意图。本实用新型实施例提供的阀杆，包括阀杆基体2和裹于所述阀杆基体2的工作端 21外表面的耐磨层1，耐磨层1包括从阀杆基体2表面依次分布的硬质合金激光熔覆层11、 碳化钨真空熔结层12和纳米涂层13。本实用新型提供的阀杆中，裹于工作端21的耐磨层1为三层，与现有技术相比，明显地提高了耐磨层1的耐磨性能；同时第一层耐磨层11为硬质合金激光熔覆层，主要作用为提高了熔覆层与阀杆基体2的结合强度，第二层耐磨层12为碳化钨真空熔结层，提高了耐磨层1的硬度和均勻性，第三层耐磨层13为纳米涂层，进一步提高耐磨层1的硬度、韧性和防腐蚀性能。因此，本实用新型提供的阀杆，提高了阀杆的工作寿命，进而使得阀杆满足了煤化工、煤炭深加工的恶劣环境对其使用寿命的要求。上述阀杆中，第一层耐磨层11采用激光熔覆，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、 结合强度高，熔覆层均勻的特点，第一层耐磨层11的厚度1. 5 2mm，其表面硬度可达到 HRC42(洛氏硬度值为42)。HR代表洛氏硬度，一种硬度的表示方法，C代表采用标尺C为标准，HRC是采用 150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。优选的，上述第一层耐磨层11采用的硬质合金焊丝SMellite堆焊合金。 Mellite堆焊合金是指含铬25-33%，含钨3-21%，含碳0.7-3.0%的硬质合金。由于
4Stellite熔焊熔覆渗透性好，能很好的改善硬面与阀杆基体熔渗结合强度，与阀杆基体渗透层在2mm左右，Stellite激光熔覆层厚度1. 5_2mm，实现硬面硬度HRC42。上述阀杆中，第二层耐磨层12采用碳化钨真空烧结技术，将在碳化钨中添加一定比例的碳化钼、碳化钛、碳化钽形成的合金混合材料涂覆到第一层耐磨层11上，当加热到一定温度时，合金中的熔相熔融并浸润固态阀杆基体的表面，开始了涂层与阀杆基体2之间的扩散互溶与界面反应，待扩散互溶到一定程度后就会在涂层与阀杆基体2的内界面形成一个含有双方成份的互溶区，冷凝时涂层与互溶区一起重结晶并与阀杆基体牢固地冶金结合成一个整体。从而达到第二层耐磨层12组织均勻，提高耐磨层1的高温硬度和粘结强度，同时通过高温熔结减少阀杆基体2与耐磨层1材质的收缩差，防止因不同材质收缩造成的收缩分层、焊接开裂等缺陷。同时，通过对碳化钨添加碳化钽、碳化钼、碳化钛材料的改良，改善对碳化钨的润湿性和包覆角，抑制晶粒长大，以实现更优良的硬面组织结构。碳化钨真空熔结实现的是二种材料牢固的冶金结合，结合强度高，熔结层的厚度为l-6mm，实现硬面硬度HRC60-62。现有技术中，阀杆耐磨层表面的硬度只能达到HRC42-52，很显然本实用新型实施例提供的阀杆中，耐磨层1的表面硬度明显的大于现有技术中的耐磨层的表面硬度，即本实用新型实施例提供的耐磨层1提高了其表面的硬度值，提高了耐磨层1的耐磨性能，进而提高了阀杆的使用寿命。上述阀杆中，第三层耐磨层13是采用氮化铬、氮化钛、碳氮化钛等纳米涂层涂于第二层耐磨层12的表面，提高耐磨层1的硬度、附着力、韧性和防腐蚀性能，第三层耐磨层 13只有0. 002 0. 006mm,第三层耐磨层13的硬度能达到HV2000 3000 (维氏硬度2000 3000)，即为 HRC207 311。HV代表维氏硬度，一种硬度的表示方式。HV289表示的硬度值与HRC30表示的硬度值相同。优选的，上述实施例提供的阀杆中，工作端21的外表面为梯度面。上述耐磨层1 也可设置于梯度面上，本实用新型对阀杆基体2的工作端21的形状不做具体的限定。具体的，上述实施例提供的阀杆中，阀杆基体2为钢材基体。本实用新型实施例还提供了一种阀门，包括阀杆和阀芯，阀杆为上述实施例中所述的阀杆。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种阀杆，包括阀杆基体(2)和裹于所述阀杆基体(2)的工作端外表面的耐磨层(1)，其特征在于，所述耐磨层(1)包括从所述阀杆基体( 表面依次分布的硬质合金激光熔覆层、碳化钨真空熔结层和纳米涂层。
2.根据权利要求1所述的阀杆，其特征在于，所述工作端的外表面为梯度面。
3.根据权利要求1所述的阀杆，其特征在于，所述阀杆基体(2)为钢材基体。
4.一种阀门，包括阀杆和阀芯，其特征在于，所述阀杆为上述权利要求1-3中任意一项所述的阀杆。
专利摘要本实用新型提供了一种阀杆，包括阀杆基体(2)和裹于所述阀杆基体(2)的工作端(21)外表面的耐磨层(1)，所述耐磨层(1)包括从所述阀杆基体(2)表面依次分布的硬质合金激光熔覆层(11)、碳化钨真空熔结层(12)和纳米涂层(13)。上述阀杆中，裹于工作端(21)外表面的耐磨层为三层，因此，本实用新型提供的阀杆，提高了阀杆的工作寿命，进而使得阀杆满足了煤化工、煤炭深加工的恶劣环境对其使用寿命的要求。本实用新型还提供了一种具有上述阀杆的阀门。
文档编号F16K51/00GK202274191SQ20112038274
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者刘彬, 唐冬梅, 胡建斌 申请人:株洲西迪硬质合金科技有限公司