由高溫球閥的化學(xué)成分、硬度、金相組織和密封面微觀形貌分析可知，該球閥為典型的劃傷性磨料磨損失效]。失效的主要原因是少量待生催化劑粉末（主要成分為Al）在球閥啟閉過(guò)程中進(jìn)入了密封接觸面，由于Al的硬度遠(yuǎn)較球閥密封表面的硬度高，使球閥在頻繁的啟閉過(guò)程中產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的劃傷，從而導(dǎo)致球閥泄漏失效。

 

 

二、高溫球閥閥芯閥座表面處理方案

 

    綜合考慮高溫球閥的服役狀況和失效原因，對(duì)閥芯球體采用等離子噴涂技術(shù)、閥座采用電刷鍍技術(shù)進(jìn)行表面處理，以提高球閥整體的耐磨性。

 

1、閥芯涂層試樣制備

 

   試驗(yàn)采用閥芯球體材料40Cr13馬氏體不銹鋼作為噴涂基體材料，試樣尺寸為Φ60mm*15mm；其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.38C，0.62Si，0.80Mn，0.050P，0.030S，1.287Cr。經(jīng)檢測(cè)，閥芯球體已經(jīng)過(guò)淬火+低溫回火處理，其組織為回火馬氏體。

 

    等離子噴涂喂料分別為納米Al2O3-13% TiO2、WC-12%Co、Mo合金和Cr2O3粉末，其粉末粒度為50~500nm，采用美國(guó)Sulzer Metco大氣等離子噴涂系統(tǒng)及F42MB型噴槍制備涂層，噴涂工藝參數(shù)見(jiàn)表1所示。4種涂層的厚度均約為50m。

 

2、閥座鍍層試樣制備

 

   試驗(yàn)采用閥座材料鎳基合金CY5SnBMi（ASME標(biāo)準(zhǔn)材料）作為基體材料，試樣尺寸為Φ4.8mm*12.7mm；其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：74Ni，12Cr，2.82Sn，2.68Bi，1.10Mn，0.72S。

 

    在試樣表面分別制備涂層厚度約為100m高速Ni鍍層和NWi鍍層，工藝流程為：鍍前表面處理電凈處理去離子水沖洗2號(hào)活化液活化去離子水沖洗3號(hào)活化液活化去離子水沖洗無(wú)電擦拭鍍層打底無(wú)電擦拭鍍工作層鍍后處理。各步驟處理后的工作表面對(duì)水潤(rùn)良好、無(wú)干斑和無(wú)掛水珠現(xiàn)象。施鍍時(shí)間為30min，工作電壓為14V。