壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞及旋塞表面處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油氣管道用壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞表面的處理工藝及該工藝得到的旋閥。旋塞表面（5）由內而外依次設置有厚度為1.5～5mm的第一硬化層（1）、厚度為0.13～0.17mm的第二硬化層（2）和厚度為0.01～0.03mm的自潤滑耐磨層（3），分別是通過滲碳工藝、QPQ鹽浴復合處理工藝和PTFE噴涂工藝得到。本發(fā)明第一硬化層（1）的硬層厚度較厚，有利于旋塞的抗沖刷能力，第二硬化層（2）進一步提高了旋塞表面（5）的硬度，大幅提升旋塞抗磨損能力；自潤滑耐磨層（3）使得旋塞表面（5）孔隙率大幅降低，有利于閥門密封，使得旋塞金屬和閥體金屬脫離接觸，降低閥門的扭矩，提高閥門的整體性價比。
【專利說明】壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞及旋塞表面處理工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于油密封旋塞閥生產工藝，具體涉及一種油氣管道用壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞(即閥芯)表面的特殊耐磨層的表面處理工藝及該工藝得到的旋閥。
【背景技術】
[0002]在油氣管道上，旋塞閥的主要作用是用于管道的放空操作，為防止“冰堵”現(xiàn)象的發(fā)生，操作閥門時，應使閥門先開小口，待放空管道建立平衡壓力后，再開大口，進行全面放空。這樣，就會產生一個問題，當閥門開小口時，油氣介質會對旋塞表面產生很強的沖刷(沖蝕)作用，特別是當介質中有硬質顆粒時，這種沖刷的作用會更加強烈。
[0003]目前，國內的閥門生產廠家解決這一問題的辦法是，采用在旋塞和閥體密封表面堆焊硬質合金的辦法加以解決。但是由于焊接工藝的復雜性和過高的成本，使得這種工藝的性價比不高，且產品質量難以保證，特別是在鑄件閥體密封面上的焊接質量更加難以保證。具體的，堆焊旋塞具有以下一些特點:1、必須對旋塞的整個密封錐面進行堆焊；2、在堆焊過程中，由于旋塞中間的窗口結構，會造成焊接的不連續(xù)性，影響焊接質量；3、堆焊層的最終厚度一般要求是3mm以上，由于堆焊后必須加工密封面，所以，實際的堆焊層厚度必須是6mm以上；4、堆焊硬質合金后，旋塞密封面的加工難度較大，必須采用特殊刀具；5、在鑄件旋塞表面進行堆焊處理，焊接質量難于保證，易造成焊接裂紋；6、只能在鍛件的旋塞表面進行堆焊處理。而且，必須是用DV錠(真空脫氣錠)為原料進行鍛造的鍛件，否則，會產生焊接裂紋。因此，本發(fā)明的目的就在于解決這個問題，用一種低成本的特殊耐磨層的處理工藝取代上述的堆焊工藝，進而更加有效的控制閥門質量。該工藝在工廠進行的壓力平衡式油密封旋塞閥抗磨損試驗中得到了很好的印證。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種性價比更高的油氣管道用壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞(即閥芯)及旋塞表面處理工藝。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞，旋塞表面由內而外依次設置有厚度為1.5?5mm的第一硬化層、厚度為0.13?0.17mm的第二硬化層和厚度為0.01?0.03mm的自潤滑耐磨層。
[0006]其中，本發(fā)明所述的旋塞表面主要是指旋塞的錐面。
[0007]其中，上述旋塞中，第一硬化層是通過滲碳處理得到，第一硬化層的硬度為58?65HRC、含碳量為 0.85 ?1.05%。
[0008]其中，上述旋塞中，第二硬化層是通過QPQ鹽浴復合處理得到，第二硬化層的硬度為 HVtl.J000 ?1200。
[0009]其中，上述旋塞中，自潤滑耐磨層是通過PTFE噴涂處理得到，自潤滑耐磨層的鉛筆硬度> 4H。
[0010]本發(fā)明提供的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞表面處理工藝，包括如下步驟:[0011]a、旋塞車削完成后，將旋塞放入滲碳介質中，加熱到900?950°C進行滲碳過程，然后淬火得到第一硬化層；第一硬化層厚度1.5?5mm、硬度為58?65HRC、含碳量為
0.85 ?1.05% ；
[0012]b、將步驟a處理后的旋塞進行QPQ鹽浴復合處理，得到第二硬化層；第二硬化層厚度為 0.13 ?0.17mm、硬度為 HV01IOOO ?1200 ；
[0013]C、將步驟b處理后的旋塞進行PTFE噴涂處理，得到自潤滑耐磨層；自潤滑耐磨層厚度為0.01?0.03mm、鉛筆硬度> 4H。
[0014]其中，上述工藝步驟b進行QPQ鹽浴復合處理的步驟為:將步驟a處理后的旋塞清洗干凈；在350?400°C預熱，時間20?60min ;在510?580°C滲氮，時間15?180min ；在350?400°C氧化，時間10?Omin ;拋光處理即可。
[0015]其中，上述工藝步驟c進行PTFE噴涂處理的步驟為:將步驟b處理后的旋塞表面進行噴砂處理，保證噴砂表面小于Sa0.25 ;使用無氣高壓進行PTFE的水料噴涂；在200?310°C下，進行燒結處理，時間20?120min。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明第一硬化層的硬層厚度較厚，有利于提高旋塞(閥芯)的抗沖刷能力，第二硬化層進一步提高了旋塞表面的硬度，從而大幅提升了旋塞表面的抗磨損能力；自潤滑耐磨層的存在，使得旋塞表面的孔隙率大幅降低，有利于閥門的密封，另外，使得旋塞金屬和閥體金屬脫離接觸，大大降低了閥門的扭矩，同時，也降低為開啟閥門所配備的驅動裝置的成本，進而提高閥門的整體性價比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明旋塞表面耐磨層分布示意圖；
[0018]圖2為壓力平衡式油密封旋塞閥示意圖。
[0019]圖中標記為:第一硬化層1、第二硬化層2、自潤滑耐磨層3、壓力平衡式油密封旋塞閥的閥體4、需本發(fā)明工藝處理的旋塞表面5。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0021]如圖1和圖2所示，壓力平衡式油密封旋塞閥包括閥體4和旋塞，本發(fā)明的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞，旋塞表面5由內而外依次設置有厚度為1.5?5_的第一硬化層1、厚度為0.13?0.17mm的第二硬化層2和厚度為0.01?0.03mm的自潤滑耐磨層3 ；第一硬化層I是通過滲碳處理得到，第一硬化層I的硬度為58?65HRC、含碳量為0.85?
1.05% ;第二硬化層2是通過QPQ鹽浴復合處理得到，第二硬化層2的硬度為HVaiIOOO?1200 ；自潤滑耐磨層3是通過PTFE噴涂處理得到，自潤滑耐磨層3的鉛筆硬度> 4H。
[0022]本發(fā)明提供的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞表面處理工藝，具體包括如下步驟:
[0023]a、旋塞車削完成后，將旋塞放入滲碳介質中，加熱到900?950°C進行滲碳過程，然后淬火得到第一硬化層I ;第一硬化層I厚度1.5?5mm、硬度為58?65HRC、含碳量為
0.85 ?1.05% ；
[0024]b、將步驟a處理后的旋塞清洗干凈；在350?400°C預熱，時間20?60min ;在510?580°C滲氮，時間15?180min ;在350?400°C氧化，時間10?Omin ;拋光處理，得到第二硬化層2 ;第二硬化層2厚度為0.13?0.17mm、硬度為HVaiIOOO?1200 ；
[0025]C、將步驟b處理后的旋塞表面進行噴砂處理，保證噴砂表面小于Sa0.25 ;使用無氣高壓進行PTFE的水料噴涂；在200?310°C下，進行燒結處理，時間20?120min，得到自潤滑耐磨層3 ;自潤滑耐磨層3厚度為0.01?0.03mm、鉛筆硬度> 4H。
[0026]下面通過實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的說明，但并不因此將本發(fā)明的保護范圍限制在實施例之中。
[0027]實施例一本發(fā)明工藝及旋塞
[0028]附圖1，旋塞(閥芯)表面特殊耐磨層的分布顯示圖，第一硬化層I的處理工藝為滲碳處理。其【具體實施方式】:將完成車削加工后的旋塞(閥芯)放入滲碳介質中，加熱至900?950°C，保溫，使工件表面進行增碳過程，然后進行淬火處理，以使旋塞(閥芯)表面的到馬氏體組織，達到滲碳的目的。
[0029]滲碳后的要求:1、滲碳層的硬度為58?65HRC ；
[0030]2、滲碳層的厚度為1.5?5mm ；
[0031]3、滲碳層的含碳量為0.85%?1.05% ；
[0032]第二硬化層2的處理工藝為QPQ鹽浴復合處理。其【具體實施方式】:把完成滲碳處理的旋塞(閥芯)清洗干凈；在350?400°C預熱，時間20?60min ;在510?580°C滲氮，時間15?180min ;在350?400°C氧化，時間10?20min;拋光處理。
[0033]QPQ鹽浴復合處理后的要求:
[0034]1、QPQ 硬層厚度為 0.13 ?0.17mm ;
[0035]2、QPQ 硬層的硬度為 HVaiIOOO ?1200 ；
[0036]自潤滑耐磨層3的處理工藝為PTFE噴涂處理。其【具體實施方式】:把完成QPQ鹽浴復合處理的旋塞(閥芯)表面進行噴砂處理，其保證噴砂表面小于Sa0.25;使用無氣高壓進行PTFE的水料噴涂；在200?310°C下，進行燒結處理，時間20?120min。
[0037]PTFE噴涂處理后的要求:
[0038]1、PTFE 涂層厚度 0.01 ?0.03mm ;
[0039]2、PTFE涂層的鉛筆硬度> 4H。
[0040]由實施例可知，本發(fā)明工藝主要是通過熱處理，QPQ處理和自潤滑噴涂處理三種方式的結合，實現(xiàn)旋塞的耐磨性要求。這種工藝對旋塞的材料狀態(tài)要求不高，不論是鍛造，還是鑄造的低碳鋼或低合金鋼都適用?？朔恕颈尘凹夹g】部分所述的旋塞表面使用堆焊的辦法來硬化密封表面時，焊接的工作量大、生產效率低、零件質量難于保證、材料(包括焊材和母材)的成本較高、加工成本較高的技術問題。
【權利要求】
1.壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞，其特征在于:旋塞表面(5)由內而外依次設置有厚度為1.5?5mm的第一硬化層(I)、厚度為0.13?0.17mm的第二硬化層(2)和厚度為0.0l?0.03mm的自潤滑耐磨層(3)。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞，其特征在于:第一硬化層(I)是通過滲碳處理得到，第一硬化層(I)的硬度為58?65HRC、含碳量為0.85?1.05%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞，其特征在于:第二硬化層(2)是通過QPQ鹽浴復合處理得到，第二硬化層(2)的硬度為HVaiIOOO?1200。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞，其特征在于:自潤滑耐磨層(3)是通過PTFE噴涂處理得到，自潤滑耐磨層(3)的鉛筆硬度> 4H。
5.壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞表面處理工藝，其特征在于包括如下步驟: a、旋塞車削完成后，將旋塞放入滲碳介質中，加熱到900?950°C進行滲碳過程，然后淬火得到第一硬化層(I);第一硬化層(I)厚度1.5?5mm、硬度為58?65HRC、含碳量為0.85 ?1.05% ； b、將步驟a處理后的旋塞進行QPQ鹽浴復合處理，得到第二硬化層(2);第二硬化層(2)厚度為0.13?0.17_、硬度為HVci lIOOO?1200 ； C、將步驟b處理后的旋塞進行PTFE噴涂處理，得到自潤滑耐磨層(3)；自潤滑耐磨層(3)厚度為0.01?0.03mm、鉛筆硬度> 4H。
6.根據(jù)權利要求5所述的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞表面處理工藝，其特征在于步驟b進行QPQ鹽浴復合處理的步驟為:將步驟a處理后的旋塞清洗干凈；在350?400°C預熱，時間20?60min ;在510?580°C滲氮，時間15?180min ;在350?400°C氧化，時間10?Omin ;拋光處理即可。
7.根據(jù)權利要求5所述的壓力平衡式油密封旋塞閥的旋塞表面處理工藝，其特征在于步驟c進行PTFE噴涂處理的步驟為:將步驟b處理后的旋塞表面進行噴砂處理，保證噴砂表面小于Sa0.25 ;使用無氣高壓進行PTFE的水料噴涂；在200?310°C下，進行燒結處理，時間20?120min。
【文檔編號】F16K5/02GK103697186SQ201310690850
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】蔡德發(fā), 楊勝龍, 劉沛鑑, 李楊, 錢青林 申請人:四川精控閥門制造有限公司