消除阀门的焊接和堆焊产生的应力方法

堆焊件焊后热处理 (1)
(1)灰铸铁堆焊铜舍金密封面的热处理 (2)过氧化氢浓度测定
(2)碳素钢零件堆焊密封面的热处理 (3)
(3)奥氏体不铸钢零件堆焊密封面后的热处理 (6)
①非稳定化奥氏体不锈钢 (6)
②稳定化奥氏体不锈钢 (7)
(4)耐热钢零件密封面堆焊CoCrW硬质合金的热处理 (8)
焊接件焊后热处理 (8)
ee22(1)碳钢 (8)
(2)耐热钢 (9)
(3)焊接件及堆焊件的加热 (9)
(4)加热设备 (10)
(5)井温速度 (10)
(6)焊接件及堆焊件保温时间 (10)
(7)冷却 (10)
(8)工件装炉摆放 (10)
铸钢件焊补后的热处理 (11)
堆焊件焊后热处理
阀门生产中为提高密封面的耐磨性、耐冲击和耐腐蚀性,在阀密封面堆焊符合使用性能要求的合金,即密封面堆焊合金的零件称为焊件。阀门密封面在堆焊后进行适当的热处理是必要的。因为阀门密面在堆焊时不可避免地要产生焊接应力,若不予以消除t将引起一系列的弊病,严重时将影响阀门的质量。在制造过程中,能引起堆焊裂纹并影响机械加工的顺利进行。在阀门存放过程中,由于天然稳定化处理的作用将引起密封面变形,导致密封试验合格的阀门又产生渗漏,严重时还会产生裂纹,甚至使零件报废。超低温阀门在使用温度作用下,奥氏体不锈钢制造的零件能增加马氏体转变量。使低
水面曲线温韧性下降由此可见,对堆焊形成的密封面要根据阀门使用条件、零件基体材和密封面堆焊材料,并结合制造厂的工艺条件,选择合适的工艺进行处理。这对提高阀门质量和使用寿命是十分必要的。一般堆焊件采用去应力退火或称去应力回火。
去应力退火主要目的是去除由堆焊产生的残余应力,从而避免少堆焊件的变形和裂纹。并改善其力学性能和切削加工性能。有利于高产品的密封性和互换性。应力消除的程度主要受热处理加热温度的响,其加热温度愈高,消除应力率越高。但加热温度过高也会产生氧化等。因此加热温度要根据消除焊接应力程度、基体材料热处理后具有的性能和堆焊材料等综合考虑来选择
(1)灰铸铁堆焊铜舍金密封面的热处理
灰铸铁堆焊铜合金密封面的焊后热处理目的是消除焊接应力,热
处理工艺及工艺因素是根据基体材料灰铸铁来选定,一般采用热时效处理。
热时效加热温度一般选择550~620℃。保温时间根据零件有厚度及装炉量确定,一般为3~6h。保温后炉冷,冷却速度最好控制30~600C/h,当炉冷至200-250℃时,即可出炉空冷。采用上述工艺,以基本上消除焊接应力。热时效工艺曲线如图11—14所示。
(2)碳素钢零件堆焊密封面的热处理
半自动打包碳素钢零件堆焊密封面的材料,由于阀门适用的介质不同可以用的材料种类较多。例如,适用于水、蒸汽、石油及其产品的阀门,般堆焊Cr13型不锈钢,但也有的工厂堆焊铬锰合金(85合金或137金)、铜合金及铁基合金。堆焊材料按热处理的效应不同可以分为两类。一类以钴铬钨硬质台金为代表,它们的硬度一般不能用热处理改变,封面的硬度由堆焊材料保证。另-类以Cr13型不锈钢为代表,它们的度是可以用热热理改变,密封面的硬度(一般要求38~44HRC)可通过处理达到。
①碳素钢堆焊钴铬钨硬质合金密封面碳素钢密封面堆焊后要进去应力退火。其主要目的是去除堆焊产生的残余应力,改善机械加工性能。电脑视保屏
对基体为碳素钢堆焊C。CrW硬质合金、SF-4(137)合金,喷WF330或Fe30的零件,去应力退火加热温度根据基体材料碳素钢定,一般采用600~650'C。保温时间取决于零件有效厚度,一般按1h/25mm,最少2h.保温后随炉冷至300℃后出炉空冷碳素钢堆焊钴铬钨硬质合金去应力退火工艺曲线如图1115所示图11-14灰铸铁零件堆焊铜台
金密封面的热时效工艺曲线图11-15碳素钢堆焊钴铬钨硬质合金去应力退火工艺曲线
②碳素钢堆焊20Cr13密封面的热处理碳素钢堆焊20Cr13密封热处理比较复杂。因为它们的硬度是通过热处理来达到的,所以热处的目的是除焊接应力,软化堆焊层,改善机械加工性能外,还应保证封面硬度要求。这类密封面的热处理方法及工艺因素主要应根据Cr13型不锈钢选择。这类密封面堆焊材料牌号部分选用20Cr13。20Cr1属于马氏体型不锈钢,堆焊后在空气中冷却,对于较大的零件也足以堆焊层硬化,
20Cr13密封面堆焊后要进行退火。退火的目的在于消除应力化堆焊层,改善机械加工性能。同时,堆焊层退火处理进行重结晶,能使晶粒细化,组织均匀,为以后淬火做好组织准备。
ZOCr13密封面的硬度一般要求为38~44HRC,故在加工后要行局部淬火。局部淬火的目的是保证硬度要求,并获得良好的耐擦伤性及耐腐蚀性能。
局部淬火的热处理设备最好选用高频感应加热炉。
高频淬火加热温度比普通淬火加热温度高些,通常采用10201100℃。加热时要尽量使整个密封面热透,冷却时可采用整个零
件油冷或水冷。
高频淬火感应圈可按照密封面的尺寸设计成单匝,并能通水冷却。为了保证密封面加热均匀,需要设
计旋转工作台。有的密封面为斜面,如楔式单闸板的密封面,为保证装夹后密封面呈水平位置,利于工作台旋转,设计的旋转工作台应带斜度。工件的装夹如图11-16所示。
高频淬火后要进行整体回火。回火温度根据要求的硬度选定,并要高于阀门最高使用温度。当20Cr13密封面硬度要求为38-44HRC时,回火温度可以采用500-550℃。保温间取决于零件的有效厚度及装炉量,一般为2~4h。保温后出炉空炉。
应该指出,上述淬火工艺规范由于高频设备功率所限,不能满密封面较宽和直径较大的工件加热需要。比如功率为60kW的高频设通常能加热直径大约200mm的密封面,因此对直径大于200mm密封的热处理可以从以下几个方面进行试验:
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a.堆焊后直接进行回火,满足设计上的硬度要求。
b.堆焊材料改为钴铬钨硬质合金,堆焊后只进行高温回火。
c·改进高频感应器,使之适合于较大直径密封面的高频淬火。感

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