4高溫高壓閥門HVOF熱噴技術

1、高溫高壓閥門HVOF熱噴技術高溫高壓閥門在高速氧燃料(HVOF)工藝是基于一高壓內(nèi)燃系統(tǒng),與微型火箭引擎相似。噴涂過程中,燃料與氧混合產(chǎn)生溫度為2 800的超聲氣流(大于2 000 m/s),燃料包括煤油,氫氣,丙烯,丙烷,乙炔,甲基乙炔,天然氣。將粉末引入燃燒出料室熱焰中,可在幾乎無限制的各種基體上產(chǎn)生涂層。此涂層具有較高硬度和耐久性,與基體結(jié)合堅固,厚度范圍大。高溫高壓閥門可用于HVOF熱噴技術的材料主要有以下幾類:1) WC材料 WC-Co是最早用于HVOF工藝的WC材料,目的是為獲得耐磨性。由于不需顯著熔化就能沉積形成有效耐磨面,幾乎所有類型的WC材料都適合HVOF工藝。典型的組成成包

2、括8%30%的基體合金,為碳化物顆粒充當粘結(jié)劑,粉末顆粒需要吸收足夠熱能以“軟化”金屬間結(jié)合,確保內(nèi)部顆粒在沖擊下粘著。碳化物在過熱條件下會分解產(chǎn)生有害相,使涂層耐磨性下降,而HVOF成功的一個重要原因是其加速粒子非常有效,不會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。HVOF工藝另一優(yōu)點是能噴射高速率的半熔化粒子,產(chǎn)生低殘余應力、高結(jié)合能、低氧含量和高密度的涂層。過去20年間,許多新型碳化物被成功地應用于HVOF工藝,除最初的碳化物粉外,還發(fā)展了一些高合金結(jié)合材料,包括: WC-10Ni、WC-10Co-Cr,此類材料既耐磨損,又抗腐蝕,主要應用于諸如飛機著陸架元件等特殊領域。2)碳化鉻 由于碳化鎢涂層有服役溫度的限制

3、,因此又發(fā)展了其它耐熱涂層,最著名的是Cr3C2-NiCr。3)金屬材料 NVOF設備在市場上繁榮以后,用戶也不斷尋求其它HVOF熱噴涂材料。這之前,金屬粉末已應用于等離子裝置中, AISI316L不銹鋼、Ni625、MCrAlY等也應用于燃燒噴涂中,粉末制造商為HVOF優(yōu)選這些金屬粉末、而應用者則生產(chǎn)出致密、低氧的耐磨耐蝕涂層。4)陶瓷 顆粒小于840m的陶瓷粉末可通過HVOF工藝產(chǎn)生A1203基涂層,其密度和表面光滑程度都較等離子噴涂涂層高。通過HVOF工藝生產(chǎn)的某陶瓷致密無孔,表現(xiàn)出極好的性能。5)塑料 HVOF工藝可靈活改變粒子熱率來獲得粒子的動能(速率),此雙重控制適合噴涂塑料材料,

4、另一方面,HVOF的特別能量轉(zhuǎn)換機制還特別適合低熔點的塑料材料,不會產(chǎn)生由于長時間處于熔化溫度產(chǎn)生的變質(zhì)現(xiàn)象,因此熱塑塑料和熱固材料可作為整體涂層應用,并不影響其基本的化學結(jié)構和獨特性能。達到較高的設備安全性、可靠性和相容性是未來HVOF設備的主要目標。HVOF設備中,氣體與電路控制臺分離,氣罐及元件采用防爆設計,電路區(qū)采用空氣清洗并延時以防有害氣體進入。包括噴口和燃燒室的磨損元件設計目的是延長壽命、降低維護和操作(損失)費用。最佳的熱噴技術是將等離子噴涂的獨特的高熱能優(yōu)點與HVOF涂層的超聲速率結(jié)合起來,達到近無孔、低氧結(jié)構、操作無限控制。但在此系統(tǒng)未發(fā)展之前, HVOF熱噴技術仍以其易達到

5、的耐磨性及耐蝕性等優(yōu)點,不斷擴展其應用領域。高溫高壓閥門HVOF熱噴技術TYLER采用噴涂金屬陶瓷可以大大延長閥門壽命在高溫含顆粒下閥門失效的主要形式為磨損,卡澀,這兩種因素造成閥門密封面的過早失效從而造成泄漏。有效的抗磨損及卡澀的關鍵技術是硬化閥門內(nèi)件如閥心,閥座。讓我們先看一下其他閥門廠家所進行的閥門內(nèi)件加硬處理：噴焊斯太立合金,硬度為HRC3842；等離子噴涂技術HRC66；熱化學處理如表面氮化HRC5566等TYLER閥門公司采用享有世界專利的航天技術（火箭噴涂金屬粒子技術）,即采用火箭拉烏而噴槍,以三馬赫的高速氣流把金屬粉末打到金屬表面上,表面硬化層的硬度根據(jù)所噴材料的不同,其硬度為：HRC6672,從而可以看出HVOF技術其硬度是其他閥門廠家不能相比的,從而大大地克服了顆粒介質(zhì)對密封面的沖刷。高溫高壓閥門密封面研磨技術超硬面處理技術是TYLER公司的自主研發(fā)的專利技術,目前世界上能進行HVOF超硬涂層密封面處理的廠家很少,密封面研磨精度（圓度,表面粗糙度）