上海方工閥門制造有限公司
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【上海閥門】激光熔覆化工閥門的研究結(jié)果和質(zhì)量控制
來源:http://m.velosofamily.com/news.html | 作者:fanggong | 發(fā)布時間: 567天前 | 1864 次瀏覽 | 分享到:
上海閥門,上海方工閥門制造有限公司,激光熔覆化工閥門的研究結(jié)果和質(zhì)量控制,奧氏體不銹鋼化工閥門密封面 FCo-05 合金涂敷層進(jìn)行大功率激光熔覆加工,分析討論了各種工藝因素對熔覆層質(zhì)量和閥門可靠性的影響。

某氮肥廠氨基甲酸銨組合閥閥體及進(jìn)、排液閥板均采用 0Cr18Ni12Mo3Ti 耐酸不銹鋼制造,閥面研磨后離子氮化處理,臥式運行。該設(shè)備在生產(chǎn)運行中閥體、閥板間產(chǎn)生強(qiáng)烈的低頻撞擊實現(xiàn)閥門的開合,甲銨液屬強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),加上 200℃ 左右的溫度,故密封面會因沖擊、腐蝕等綜合作用而造成疲勞和開裂,從而導(dǎo)致泄漏。泄漏不僅浪費了資源、能源和污染環(huán)境,而且影響設(shè)備的生產(chǎn)能力,甚至造成停產(chǎn)。

由于該組合閥零件密封面凸臺太窄小,如采用傳統(tǒng)的等離子噴焊和火焰堆焊工藝,一則變形大,二則不好操作。采用激光熔覆工藝,由于高能激光束熱源集中,能量密度大,作用時間短,對基體熱影響極?。誓芎芎玫貪M足加工要求。我們在這種閥門狹窄的密封面上用激光熔覆一層鈷基自熔性合金,大大地提高了密封面的耐高溫、耐震、抗蠕變、抗磨損、抗腐蝕性能,提高了密封面的可靠性、安全性,減少停機(jī)時間,使其使用壽命比原氮化處理延長一倍以上。在激光熔覆時發(fā)現(xiàn),激光作用層內(nèi)存在大的熱應(yīng)力和開裂傾向是影響其質(zhì)量的最主要原因,特別是對于厚層熔覆,裂紋常常難以避免。本文將介紹組合閥零件密封面的激光熔覆工藝及試驗結(jié)果,并對熔覆質(zhì)量和后續(xù)加工作了討論分析。

1 試驗條件與方法

0Cr18Ni12Mo3Ti 奧氏體耐酸不銹鋼制閥體零件如圖 1 所示,閥體上分布有十幾個通孔和盲孔。激光熔覆用鈷基自熔性合金粉末為 FCo-05,化學(xué)成分 w(%)為:0.25C,19Cr,29Ni,5~6Mo,4Si,3B,2~5Fe,余為 Co;粘結(jié)劑為 2123 酚醛樹脂,用乙醉稀釋調(diào)和。

試驗裝置為 HGL-90 型 5kW 橫流連續(xù)波 CO2 激光器:試件由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺驅(qū)動。試件上預(yù)涂敷合金粉末層厚度 0.8~2.5mm,涂后緩升至 400℃ 后保溫 1~2h 進(jìn)行預(yù)熱。激光熔覆時其功率為 2~3kW,掃描速度 3~4mm/s,用焦距 600mm 反射鏡聚焦,聚焦光斑直徑 5~8mm;若第二次重熔時激光功率 1.7~2.1kW,掃描速度不變。采用氧乙炔火焰跟蹤熔池以補(bǔ)償熱能;熔覆后及時于 500℃ 去應(yīng)力退火,隨爐緩冷降溫。用金相顯微鏡、顯微硬度計、X 射線衍射儀觀察分析熔覆層組織和性能。

2 試驗結(jié)果

FCo-05 合金在 0Cr18Ni12Mo3Ti 基體上激光熔覆后在結(jié)合區(qū)的形貌,激光熔層與基體之間存在一較窄的白亮帶,這是敷層與基體金屬在熱源作用下合金交互擴(kuò)散而形成的固溶結(jié)合層,表示己形成了良好的冶金結(jié)合。熔覆層由于冷卻速度很快,結(jié)晶后會獲得非常細(xì)小的枝晶組織,晶粒度達(dá) 11 級(YB27-77 標(biāo)準(zhǔn))。