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電擦拭鍍層打底無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、無干斑和無掛水珠現(xiàn)象。施鍍時(shí)間為30min，工作電壓為14V。