本发明专利技术公开了一种陶瓷化密封球阀的球体加工工艺及密封球阀，包括以下步骤：将金属锆胚料加工成所需形状的球体和阀座；采用微弧氧化工艺分别在球体和阀座的外表面形成二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层；将球体安装在球体研磨机，并找正球心位置；采用金刚石砂轮对球体进行粗磨；将阀座安装于阀座工装，与球体配对研磨。本发明专利技术提供的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，采用微弧氧化工艺对球体及阀座的表面进行陶瓷化处理，再经过打磨和配对研磨将陶瓷附着层表面具有微孔的部分研磨掉，使球体和阀座的密封面达到极高的圆度和光洁度，阀门的密封性能完全达到标准要求，且这种工艺具有工艺步骤简单，生产设备价格低，生产成本低的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷化密封球阀的球体加工工艺及密封球阀
本专利技术涉及工业阀门
，具体涉及一种陶瓷化密封球阀的球体加工工艺及密封球阀。
技术介绍
目前密封球阀的使用寿命普遍较短，其主要失效形式有磨损、冲蚀、气蚀、氧化与腐蚀等。对于石化行业领域来说，流体中的微小硬质颗粒侵入密封面容易产生犁削效应造成密封面擦伤、垫伤和磨粒磨损，同时腐蚀介质会加速失效。苛刻的工作环境对球阀球体和阀座的耐磨性和耐腐蚀性能提出了更高的要求，特别是气固、液固或三相混合介质对球阀密封面磨损极为严重，极易造成密封面过度磨损或划伤拉伤而产生泄漏。因此需在球阀的密封面上进行必要的表面强化处理，使其具有高硬度、耐磨、耐蚀、耐高温等特性，能够显著提高球阀的工作性能，延长使用寿命，大大提高了阀门企业在市场中的竞争力。目前金属硬密封球阀球体表面常用的硬化工艺主要有渗氮和热喷涂(焊)等。等离子渗氮方法可以形成0.2～0.4mm较薄的离子渗氮化合物层，由于氮化物脆性小而且渗氮层致密，具有较高的硬度和良好的耐磨性，但对于化工强腐蚀性介质则不适于使用，球阀密封面容易受到腐蚀产生失效。超音速火焰喷涂(HVOF)常用来制备WC－Co、Cr3C2－NiCr等金属陶瓷涂层，具有操作简单、效率高、涂层质量好等特点，适用于大型球阀球体的加工和大规模生产。但喷涂粉末的粒度直接影响到涂层致密性，喷涂层表面存在1％～2％的孔隙率，在一定程度上限制了喷涂层的耐磨耐蚀性能，常用的喷涂层封孔剂如SiO2、Al2O3、CrO3复合封孔剂，虽然具有较好封孔作用，有机或无机封孔剂存在使用时不耐高温且封孔层较薄的缺点，且在磨损环境中极易被破坏，常规封孔剂对于球阀喷涂层的封孔作用仍存在使用局限性。真空离子镀作为物理气相沉积(PVD)的一种，有着离化率高、成膜速度快的特点，可以获得膜基结合力出色、质地均匀的硬质涂层，能对喷涂层表面进行有效的封孔处理，有利于大规模工业生产。单一HVOF涂层技术已不能满足硬密封球阀苛刻工况下的性能要求，公开号为CN108130533A的专利技术专利公开了一种具有高抗磨耐蚀硬密封球阀及制备方法，通过在球阀制备硬度达到800～1200HV的喷涂层，再在其表面利用真空离子镀方法沉积具有硬度高耐磨性好、熔点高热稳定性好、耐腐蚀性好硬度可达1800～3000HV的硬质氮化物金属涂层，喷涂层对硬质氮化物金属涂层起到硬度支撑作用，硬质涂层对喷涂层耐蚀耐磨性起到提升作用的同时也起到较好的封孔作用。上述专利中的硬密封球阀的制备方法虽然克服了单一超音速喷涂硬化处理的封孔难题，并改善PVD涂层结合力，能够使硬密封球阀获得更高的可靠性。但是，结合物理气相沉积(PVD)和HVOF涂层技术对球阀的密封面进行强化处理的工艺步骤繁多、硬化处理耗时较长，而且生产过程中需要用到真空离子镀膜机等贵重设备，这些设备价格昂贵、操控复杂、维修成本高，不仅增加了球阀的生产成本，而且对操作人员的专业要求较高，相应的员工成本较高，难以大规模推广使用，因此提供一种工艺简单、生产成本低的密封球阀硬化工艺是目前亟需解决的重要问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的硬密封球阀的球体加工工艺复杂、耗时长、生产成本高的缺陷，从而提供一种工艺简单、耗时短、生产成本低的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺。本专利技术要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的密封球阀的密封面磨损极为严重，极易造成密封面过度磨损或划伤拉伤而产生泄漏的缺陷，从而提供一种陶瓷化密封球阀。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，包括以下步骤：将金属锆胚料加工成所需形状的球体和阀座；采用微弧氧化工艺分别在所述球体和所述阀座的外表面形成二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层；将所述球体安装在球体研磨机，并找正球心位置；采用金刚石砂轮对所述球体进行粗磨；将所述阀座安装于阀座工装，与所述球体配对研磨。优选地，所述二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层厚度为30－50微米。优选地，所述采用微弧氧化工艺分别在所述球体和所述阀座的外表面形成二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层包括：将所述球体和所述阀座分别置于盛有电解液的电解槽中，以所述球体和所述阀座作为阳极，以不锈钢板为阴极，电解液采用去离子水配置，PH值9－11，其含量为，4～7g/L的氟锆酸钠，24～36g/L偏铝酸钠，6～8g/L氟硼酸钠，通过循环水冷却使电解液的温度处于15～35℃，电流密度小于20A/dm2，正电压为350～550V，负电压为－24～－140V，脉冲频率为200～1000Hz，占空比为5－15％，微弧氧化时间为5－30min。优选地，所述阀座在电解槽中进行微弧氧化的正电压值小于所述球体在电解槽中进行微弧氧化的正电压值。优选地，所述阀座在电解槽中进行微弧氧化的时间少于所述球体在电解槽中进行微弧氧化的时间。优选地，所述采用金刚石砂轮对所述球体进行粗磨，使所述球体的球面达到圆度＜0.05mm，粗糙度＜0.4Ra。优选地，所述将所述阀座安装于阀座工装，与所述球体配对研磨，使所述球体达到圆度＜0.01mm，粗糙度＜0.1Ra。优选地，所述阀座工装活动安装于所述球体研磨机的主轴，所述主轴和所述阀座工装之间设置有弹性件，依靠所述弹性件向所述阀座工装传递研磨压力。一种陶瓷化密封球阀，包括：阀体，具有过流通道和与所述过流通道贯通的顶部开口；阀盖，密封盖设于所述顶部开口；阀杆，穿过所述阀盖伸入所述过流通道内；球体，连接在所述阀杆的底部并位于所述过流通道内，所述阀杆驱动所述球体相对于所述阀体运动以截断或导通所述过流通道；阀座，密封安装在所述阀体内壁面与所述球体之间的间隙处；所述球体的密封面和所述阀座的密封面均附着有二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层。优选地，所述二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层厚度为30－50微米。优选地，所述球体的圆度＜0.01mm，粗糙度＜0.1Ra。优选地，所述球体的陶瓷附着层厚度大于所述阀座的陶瓷附着层厚度。优选地，所述阀体还设有底部开口，所述底部开口上密封盖设有底盖，所述底盖通过若干螺柱固定在所述底部开口上。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，先采用微弧氧化工艺对球体及阀座的表面进行陶瓷化处理，再通过高精度数控机床对球体及阀座进行打磨，最后将阀座和球体和在不同空间方位上的做相对运动进行配对研磨，并在阀座和球体之间选用粒度等级不低于W10(8～14微米)金刚石研磨膏或立方氮化硼研磨膏对阀座和球体的密封面进行精磨，使球体和阀座的密封面达到极高的圆度和光洁度以至100％紧密接触，使阀门的密封性能完全达到标准要求。此外，采用微弧氧化工艺对球体和阀座的表面进行硬化处理的工艺，工艺步骤简单，生产设备价格低，对操作人员的要求也较低，极大地降低了生产成本，而且微弧氧化工艺制备的陶瓷附着层的表面微孔的孔径小，再经过粗研和精研两次打磨后陶瓷附着层表面具有微孔的部分被研磨掉，陶瓷附着层表面具有硬度高、耐磨性强、耐腐蚀性和耐高温性好的优点。2.本专利技术提供的陶瓷化密封球阀，球体及阀座的密封面经过陶瓷化处理，表面生成陶瓷附着层，提高了球体及阀座的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性，还使表面的硬度大大提高，开关过程中不易造成球体及阀座的刮伤，提高了密封球阀的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：将金属锆胚料加工成所需形状的球体(104)和阀座(105)；采用微弧氧化工艺分别在所述球体(104)和所述阀座(105)的外表面形成二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层；将所述球体(104)安装在球体(104)研磨机，并找正球心位置；采用金刚石砂轮对所述球体(104)进行粗磨；将所述阀座(105)安装于阀座(105)工装，与所述球体(104)配对研磨。
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：将金属锆胚料加工成所需形状的球体(104)和阀座(105)；采用微弧氧化工艺分别在所述球体(104)和所述阀座(105)的外表面形成二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层；将所述球体(104)安装在球体(104)研磨机，并找正球心位置；采用金刚石砂轮对所述球体(104)进行粗磨；将所述阀座(105)安装于阀座(105)工装，与所述球体(104)配对研磨。2.根据权利要求1所述的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，所述二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层厚度为30－50微米。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，所述采用微弧氧化工艺分别在所述球体(104)和所述阀座(105)的外表面形成二氧化锆(ZrO2)陶瓷附着层包括：将所述球体(104)和所述阀座(105)分别置于盛有电解液的电解槽(303)中，以所述球体(104)和所述阀座(105)作为阳极，以不锈钢板为阴极，电解液采用去离子水配置，PH值9－11，其含量为，4～7g/L的氟锆酸钠，24～36g/L偏铝酸钠，6～8g/L氟硼酸钠，通过循环水冷却使电解液的温度处于15～35℃，电流密度小于20A/dm2，正电压为350～550V，负电压为－24～－140V，脉冲频率为200～1000Hz，占空比为5－15％，微弧氧化时间为5－30min。4.根据权利要求3所述的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，所述阀座(105)在电解槽(303)中进行微弧氧化的正电压值小于所述球体(104)在电解槽(303)中进行微弧氧化的正电压值。5.根据权利要求3所述的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，所述阀座(105)在电解槽(303)中进行微弧氧化的时间少于所述球体(104)在电解槽(303)中进行微弧氧化的时间。6.根据权利要求1或2所述的陶瓷化密封球阀的球体加工工艺，其特征在于，所述采...
【专利技术属性】
技术研发人员：张崇钢，王中杰，陈颜有，张步焕，
申请(专利权)人：维都利阀门有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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