一种阀门球体及其加工方法与流程

本发明涉及阀门球体
技术领域：
，具体为一种阀门球体及其加工方法。
背景技术：
：球阀(ballvalve在海工和船舶领域应为截止阀)，标准gb/t21465-2008《阀门术语》中定义为:启闭件(球体)由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封v型球阀其v型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。本类阀门在管道中一般应当水平安装。球阀分类:气动球阀，电动球阀，手动球阀。球阀内重要的部件为球体，由于球阀的工作过程以及使用的环境，使得球体在长时间的使用过程中会产生磨损，且输送的介质也会对球阀内的球体产生腐蚀作用，现有的球体由于自身材料的限制，杀跌耐磨和耐腐蚀效果差，从而使得球体的使用寿命降低，为此，我们提出一种阀门球体及其加工方法。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种阀门球体及其加工方法，以解决上述
背景技术：
中由于球阀的工作过程以及使用的环境，使得球体在长时间的使用过程中会产生磨损，且输送的介质也会对球阀内的球体产生腐蚀作用，现有的球体由于自身材料的限制，杀跌耐磨和耐腐蚀效果差，从而使得球体的使用寿命降低的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阀门球体及其加工方法，包括耐磨球芯体，所述耐磨球芯体设有用于介质流通的流道，所述流道的内壁以及耐磨球芯体的外壁表面均设有耐磨层，所述耐磨球芯体的外壁表面设有插接槽，所述插接槽为长方形，且插接槽不连通流道，所述耐磨球芯体由钛合金材料制备。优选的，所述耐磨层由耐磨涂料喷涂形成。一种阀门球体的加工方法，包括如下步骤：s1、制备钛合金圆钢棒：(1)原料：wc：35％～45％、ni：6％～10％、zr：1％～3％、pr：0.2％～0.7％、fe：5％～9％、cu：5％～9％、si：5％～6％以及余量为tic；(2)将按照各成分的重量百分比准备好的各组分原料，然后将tic、wc、ni、zr、pr、fe、cu以及si的原料加入电炉熔化，熔化温度为1800-1900℃，融化结束后，将钛合金溶液倒入圆钢棒的摸具中，注塑成型后，等待冷却，冷却结束后取出圆钢棒即可；s2、裁切胚料：将制备好的圆钢棒按照阀门球体所需的尺寸进行裁切成段，在裁切时，将圆钢棒料通过锯床锯成圆钢段坯进行下料；s3、冲压阀球坯体：中频炉所在工作环境的气温不高于40℃，相对湿度不大于85％，三相交流压为380v、频率为50hz,并将中频炉的的温度设置为1100℃-1200℃，加热时间为15-20分钟，检查中频炉冷却水的是否正常，且冷却水的ph值:6-8、电阻率:20kω/cm、进水温度:5-30℃、进口水压0.12-0.15mpa；将圆钢段坯放入到中频炉中，启动中频炉的电源,中频炉的电源装置把交流电转变成直流电，再把直流电转变成中频电流，通过感应线圈产生高密度的磁力线，切割线圈里放置的金属工件，使金属内部产生热量达到加热的目的，从而将圆钢段坯进行加热，加热结束后，将圆钢段坯表面的氧化皮去除，再利用冲床将圆钢段坯制成球阀球坯体；s4、精细加工：(1)将圆钢段坯送入静压机中，安放于钢支架上，进行加压压实，加压压力为145～155mpa的高压，压制时间为3～4.5分钟，压制完成后泄压；压制出阀球初步形状，调整球模压制角度，多次压制成型；(2)对压制成型后的阀球进行真空烧结处理，将压置成型的球模放入真空炉内，并将真空炉内设定为负压值，且炉内温度迅速加温至1050℃后，降低升温速度，最终达到1500±20℃，保持恒温120分钟；(3)将阀球放入到封闭式的热处理炉进行退火处理，将热处理炉抽真空后，再通入惰性气体并进行加热退火，惰性气体持续性通入，且惰性气体对圆钢段坯的每平方厘米的表面具有8kg～10kg的冲刷压力；(4)对阀球进行淹没处理，在研磨，根据待磨球体的规格，采用成型刀具对偏心圆弧槽进行精加工，加工精度为±3μm，保证球体与研磨槽尺寸吻合；磨球工序分为粗磨、精磨，粗研、精研、抛光；s5、喷涂耐磨层：将冲孔结束后的球阀球坯体放置在打磨机上，利用打磨机将球阀球坯打磨平整，然后将耐磨层喷涂在其表面，使之形成产品。优选的，所述原料的重量百分比为wc：40％、ni：8％、zr：2％、pr：0.5％、fe：7％、cu：7％、si：5.5％以及余量为tic。优选的，所述原料的重量百分比为wc：35％、ni：6％、zr：1％、pr：0.2％、fe：5％、cu：5％、si：5％以及余量为tic。优选的，所述原料的重量百分比为wc：45％、ni：10％、zr：3％、pr：0.7％、fe：9％、cu：9％、si：6％以及余量为tic；优选的，其中在去除加热后圆钢段坯表面的氧化皮时采用剥壳机。优选的，所述耐磨层由20％～30％的丙烯酸树脂、30％～40％的环氧树脂、10％～15％的碳化硅、5％～15％的碳化钨、5％～10％的碳化锰和10％～15％的无机填充物混合形成。优选的，在步骤s4、精细加工中，在精研结束后，采用数显千分尺进行测量，在球面上取至少20个点，球度测量精度可控制在2μm的范围内；抛光后，采用高精度圆度仪进行测量；每批待检硬质合金球体采用棉纱蘸取酒精擦拭清理干净，并在恒定室温环境下放置3h，球体温度与测量环境温度一致后进行测量；待测球体先后对空间相互垂直的三个截面，每个截面的圆度值都小于1μm时，此球体的球度合格，球度值为3个测量结果的平均值。本发明提供了一种阀门球体及其加工方法，具备以下有益效果：(1)本发明通过将耐磨球芯体采用钛合金材料制备，使得耐磨球芯体的硬度更高，使得耐磨和耐腐蚀效果更好，同时利用喷涂耐磨层，使得耐磨球芯体的流道内部以及耐磨球芯体外壁的耐磨效果得到进一步加强，从而增加阀门球体的使用寿命。(2)本发明采用tic、wc、ni、zr、pr、fe、cu以及si混合组成的钛合金材料具有硬度高、耐腐蚀和耐磨效果均得到提高，且该多种组合物之间反应聚合后形成的材料重量更轻，合金材料性能好。附图说明图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的内部图；图3为本发明的侧视结构示意图。图中：1、耐磨球芯体；2、插接槽；3、流道；4、耐磨层。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种阀门球体及其加工方法，一种阀门球体及其加工方法，包括耐磨球芯体1，所述耐磨球芯体1设有用于介质流通的流道3，所述流道3的内壁以及耐磨球芯体1的外壁表面均设有耐磨层4，所述耐磨球芯体1的外壁表面设有插接槽2，所述插接槽2为长方形，且插接槽2不连通流道3，所述耐磨球芯体1由钛合金材料制备。所述耐磨层4由耐磨涂料喷涂形成，利用耐磨层4进一步加强耐磨效果。需要说明的是，一种阀门球体及其加工方法，在工作时，通过将阀门球体的耐磨球芯体1采用钛合金材料制备，使得耐磨球芯体1的硬度更高，使得耐磨和耐腐蚀效果更好，同时在耐磨球芯体1的流道3内部以及耐磨球芯体1外壁均喷涂耐磨层4，进一步加强耐磨效果，通过提高耐磨效果，来增加阀门球体的使用寿命。实施例2阀门球体的加工步骤：s1、制备钛合金圆钢棒：(1)原料：wc：35％、ni：6％、zr：1％、pr：0.2％、fe：5％、cu：5％、si：5％以及余量为tic；(2)将按照各成分的重量百分比准备好的各组分原料，然后将tic、wc、ni、zr、pr、fe、cu以及si的原料加入电炉熔化，熔化温度为1800-1900℃，融化结束后，将钛合金溶液倒入圆钢棒的摸具中，注塑成型后，等待冷却，冷却结束后取出圆钢棒即可；s2、裁切胚料：将制备好的圆钢棒按照阀门球体所需的尺寸进行裁切成段，在裁切时，将圆钢棒料通过锯床锯成圆钢段坯进行下料；s3、冲压阀球坯体：中频炉所在工作环境的气温不高于40℃，相对湿度不大于85％，三相交流压为380v、频率为50hz,并将中频炉的的温度设置为1100℃-1200℃，加热时间为15-20分钟，检查中频炉冷却水的是否正常，且冷却水的ph值:6-8、电阻率:20kω/cm、进水温度:5-30℃、进口水压0.12-0.15mpa；将圆钢段坯放入到中频炉中，启动中频炉的电源,中频炉的电源装置把交流电转变成直流电，再把直流电转变成中频电流，通过感应线圈产生高密度的磁力线，切割线圈里放置的金属工件，使金属内部产生热量达到加热的目的，从而将圆钢段坯进行加热，加热结束后，将圆钢段坯表面的氧化皮去除，再利用冲床将圆钢段坯制成球阀球坯体；s4、精细加工：(1)将圆钢段坯送入静压机中，安放于钢支架上，进行加压压实，加压压力为145～155mpa的高压，压制时间为3～4.5分钟，压制完成后泄压；压制出阀球初步形状，调整球模压制角度，多次压制成型；(2)对压制成型后的阀球进行真空烧结处理，将压置成型的球模放入真空炉内，并将真空炉内设定为负压值，且炉内温度迅速加温至1050℃后，降低升温速度，最终达到1500±20℃，保持恒温120分钟；(3)将阀球放入到封闭式的热处理炉进行退火处理，将热处理炉抽真空后，再通入惰性气体并进行加热退火，惰性气体持续性通入，且惰性气体对圆钢段坯的每平方厘米的表面具有8kg～10kg的冲刷压力；(4)对阀球进行淹没处理，在研磨，根据待磨球体的规格，采用成型刀具对偏心圆弧槽进行精加工，加工精度为±3μm，保证球体与研磨槽尺寸吻合；磨球工序分为粗磨、精磨，粗研、精研、抛光；(5)在精研结束后，采用数显千分尺进行测量，在球面上取至少20个点，球度测量精度可控制在2μm的范围内；抛光后，采用高精度圆度仪进行测量；每批待检硬质合金球体采用棉纱蘸取酒精擦拭清理干净，并在恒定室温环境下放置3h，球体温度与测量环境温度一致后进行测量；待测球体先后对空间相互垂直的三个截面，每个截面的圆度值都小于1μm时，此球体的球度合格，球度值为3个测量结果的平均值；s5、喷涂耐磨层：(1)制备耐磨层：选取重量比为20％的丙烯酸树脂、30％的环氧树脂、10％的碳化硅、15％的碳化钨、10％的碳化锰和15％的无机填充物，将丙烯酸树脂、环氧树脂、碳化硅、1碳化钨、碳化锰和无机填充物放入容器中，进行加热搅拌，混合均匀，最后制成耐磨涂料；(2)喷涂耐磨层：将涂料装入耐磨涂料喷涂设备中，然后将球阀球坯放置在喷涂设备上进行耐磨层喷涂，使之表面形成耐磨层。实施例3阀门球体的加工步骤：s1、制备钛合金圆钢棒：(1)原料：wc：40％、ni：8％、zr：2％、pr：0.5％、fe：7％、cu：7％、si：5.5％以及余量为tic；(2)将按照各成分的重量百分比准备好的各组分原料，然后将tic、wc、ni、zr、pr、fe、cu以及si的原料加入电炉熔化，熔化温度为1800-1900℃，融化结束后，将钛合金溶液倒入圆钢棒的摸具中，注塑成型后，等待冷却，冷却结束后取出圆钢棒即可；s2、裁切胚料：将制备好的圆钢棒按照阀门球体所需的尺寸进行裁切成段，在裁切时，将圆钢棒料通过锯床锯成圆钢段坯进行下料；s3、冲压阀球坯体：中频炉所在工作环境的气温不高于40℃，相对湿度不大于85％，三相交流压为380v、频率为50hz,并将中频炉的的温度设置为1100℃-1200℃，加热时间为15-20分钟，检查中频炉冷却水的是否正常，且冷却水的ph值:6-8、电阻率:20kω/cm、进水温度:5-30℃、进口水压0.12-0.15mpa；将圆钢段坯放入到中频炉中，启动中频炉的电源,中频炉的电源装置把交流电转变成直流电，再把直流电转变成中频电流，通过感应线圈产生高密度的磁力线，切割线圈里放置的金属工件，使金属内部产生热量达到加热的目的，从而将圆钢段坯进行加热，加热结束后，将圆钢段坯表面的氧化皮去除，再利用冲床将圆钢段坯制成球阀球坯体；s4、精细加工：(1)将圆钢段坯送入静压机中，安放于钢支架上，进行加压压实，加压压力为145～155mpa的高压，压制时间为3～4.5分钟，压制完成后泄压；压制出阀球初步形状，调整球模压制角度，多次压制成型；(2)对压制成型后的阀球进行真空烧结处理，将压置成型的球模放入真空炉内，并将真空炉内设定为负压值，且炉内温度迅速加温至1050℃后，降低升温速度，最终达到1500±20℃，保持恒温120分钟；(3)将阀球放入到封闭式的热处理炉进行退火处理，将热处理炉抽真空后，再通入惰性气体并进行加热退火，惰性气体持续性通入，且惰性气体对圆钢段坯的每平方厘米的表面具有8kg～10kg的冲刷压力；(4)对阀球进行淹没处理，在研磨，根据待磨球体的规格，采用成型刀具对偏心圆弧槽进行精加工，加工精度为±3μm，保证球体与研磨槽尺寸吻合；磨球工序分为粗磨、精磨，粗研、精研、抛光；(5)在精研结束后，采用数显千分尺进行测量，在球面上取至少20个点，球度测量精度可控制在2μm的范围内；抛光后，采用高精度圆度仪进行测量；每批待检硬质合金球体采用棉纱蘸取酒精擦拭清理干净，并在恒定室温环境下放置3h，球体温度与测量环境温度一致后进行测量；待测球体先后对空间相互垂直的三个截面，每个截面的圆度值都小于1μm时，此球体的球度合格，球度值为3个测量结果的平均值；s5、喷涂耐磨层：(1)制备耐磨层：选取重量比为25％的丙烯酸树脂、35％的环氧树脂、10％的碳化硅、10％的碳化钨、8％的碳化锰和12％的无机填充物，将丙烯酸树脂、环氧树脂、碳化硅、1碳化钨、碳化锰和无机填充物放入容器中，进行加热搅拌，混合均匀，最后制成耐磨涂料；(2)喷涂耐磨层：将涂料装入耐磨涂料喷涂设备中，然后将球阀球坯放置在喷涂设备上进行耐磨层喷涂，使之表面形成耐磨层。实施例4阀门球体的加工步骤：s1、制备钛合金圆钢棒：(1)原料：wc：45％、ni：10％、zr：3％、pr：0.7％、fe：9％、cu：9％、si：6％以及余量为tic；(2)将按照各成分的重量百分比准备好的各组分原料，然后将tic、wc、ni、zr、pr、fe、cu以及si的原料加入电炉熔化，熔化温度为1800-1900℃，融化结束后，将钛合金溶液倒入圆钢棒的摸具中，注塑成型后，等待冷却，冷却结束后取出圆钢棒即可；s2、裁切胚料：将制备好的圆钢棒按照阀门球体所需的尺寸进行裁切成段，在裁切时，将圆钢棒料通过锯床锯成圆钢段坯进行下料；s3、冲压阀球坯体：中频炉所在工作环境的气温不高于40℃，相对湿度不大于85％，三相交流压为380v、频率为50hz,并将中频炉的的温度设置为1100℃-1200℃，加热时间为15-20分钟，检查中频炉冷却水的是否正常，且冷却水的ph值:6-8、电阻率:20kω/cm、进水温度:5-30℃、进口水压0.12-0.15mpa；将圆钢段坯放入到中频炉中，启动中频炉的电源,中频炉的电源装置把交流电转变成直流电，再把直流电转变成中频电流，通过感应线圈产生高密度的磁力线，切割线圈里放置的金属工件，使金属内部产生热量达到加热的目的，从而将圆钢段坯进行加热，加热结束后，将圆钢段坯表面的氧化皮去除，再利用冲床将圆钢段坯制成球阀球坯体；s4、精细加工：(1)将圆钢段坯送入静压机中，安放于钢支架上，进行加压压实，加压压力为145～155mpa的高压，压制时间为3～4.5分钟，压制完成后泄压；压制出阀球初步形状，调整球模压制角度，多次压制成型；(2)对压制成型后的阀球进行真空烧结处理，将压置成型的球模放入真空炉内，并将真空炉内设定为负压值，且炉内温度迅速加温至1050℃后，降低升温速度，最终达到1500±20℃，保持恒温120分钟；(3)将阀球放入到封闭式的热处理炉进行退火处理，将热处理炉抽真空后，再通入惰性气体并进行加热退火，惰性气体持续性通入，且惰性气体对圆钢段坯的每平方厘米的表面具有8kg～10kg的冲刷压力；(4)对阀球进行淹没处理，在研磨，根据待磨球体的规格，采用成型刀具对偏心圆弧槽进行精加工，加工精度为±3μm，保证球体与研磨槽尺寸吻合；磨球工序分为粗磨、精磨，粗研、精研、抛光；(5)在精研结束后，采用数显千分尺进行测量，在球面上取至少20个点，球度测量精度可控制在2μm的范围内；抛光后，采用高精度圆度仪进行测量；每批待检硬质合金球体采用棉纱蘸取酒精擦拭清理干净，并在恒定室温环境下放置3h，球体温度与测量环境温度一致后进行测量；待测球体先后对空间相互垂直的三个截面，每个截面的圆度值都小于1μm时，此球体的球度合格，球度值为3个测量结果的平均值；s5、喷涂耐磨层：(1)制备耐磨层：选取重量比为30％的丙烯酸树脂、40％的环氧树脂、10％的碳化硅、5％的碳化钨、5％的碳化锰和10％的无机填充物，将丙烯酸树脂、环氧树脂、碳化硅、碳化钨、碳化锰和无机填充物放入容器中，进行加热搅拌，混合均匀，最后制成耐磨涂料；(2)喷涂耐磨层：将涂料装入耐磨涂料喷涂设备中，然后将球阀球坯放置在喷涂设备上进行耐磨层喷涂，使之表面形成耐磨层。实施例5对实施例2、对实施例3和对实施例4中该方法制备的球体进行72小时的耐磨性能检测和15％盐酸年腐蚀率和20％硫酸年腐蚀率性能检测，得到下表：实施例磨损量g15％盐酸mm/a20％硫酸mm/a实施例20.140.00510.0072实施例30.120.00450.0067实施例40.150.00670.0080从上表可以看出，实施例2-4的制备的球体的耐腐蚀性能和耐磨性能均良好。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12