用于高温液体的阀制造技术

本发明专利技术涉及用于高温液体的阀，更特别地用于液体ZnMg的阀，其中阀零件由陶瓷材料和石墨制成以对这些液体金属的温度有热抵抗性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于高温液体的阀，更特别地用于液体金属或者两种或更多种金属的液体的阀。
技术介绍
在物理气相沉积(PVD)中使金属蒸发并且沉积在基材(例如钢带)上。在此工艺中将液体金属或者两种或更多种金属的液体供应至真空室内的蒸发器，在其中使所述液体金属或者两种或更多种金属的液体蒸发。在PVD工艺中并且更特别地在工业规模的连续或半连续PVD工艺中，有必要定期将液体金属供应至蒸发器装置以补偿从蒸发器蒸发的液体金属。使用供应系统用于向蒸发器供应液体金属，供应系统包含具有液体金属的加料容器、在容器和蒸发器之间的加热管、一个或多个关闭和打开管内流动的阀以及取决于所述系统的一个或多个泵送液体金属的泵。具有液体金属的容器位于真空室以外。为了安全地启动和关闭PVD设备，在加料容器和蒸发器熔体之间的管道中存在阀是必要的。这将确保当管道是空的时真空室将不排气。此外，在关闭步骤过程中或在紧急情况过程中所述阀将使以受控制且安全的方式关闭液体金属的供应成为可能。使用液体金属在钢带上提供抗腐蚀涂层并且液体金属通常含有Zn或Zn和Mg，Zn、Mg两种金属处于液相时为非常有反应性的。与液体ZnMg接触的阀的材料不仅应该能够承受此液体金属的腐蚀作用，而且其还应该足够致密以防止所述液体金属渗透至材料中，因为这样的渗透迟早能导致材料的失效。此外，阀的材料对ZnMg有抵抗性是不足够的。由所述材料和任何过量的氧形成的存在于所述材料上的氧化物必须对液体ZnMg足够稳定以确保阀将持续起作用。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种能够在高温条件下操作的阀。本专利技术的目的是提供一种阀，其中所述阀的材料对液体金属、更特别地对液体ZnMg的腐蚀作用有抵抗性。本专利技术的另一个目的是提供一种阀，其中所述阀的材料足够致密以防止液体金属渗透至材料中。本专利技术的另一个目的是提供一种阀，其中所述阀的材料使得在材料上形成的氧化物在这些条件下将是稳定的。专利技术说明根据本专利技术的第一方面，通过提供用于高温液体的阀实现本专利技术的一个或多个目的，所述阀包含阀体、阀座、输入连接部和输出连接部、提供有通路的阀闭合构件、阀盖构件以及连接至所述阀闭合构件的阀轴，其中与液体接触的阀零件提供有材料涂层或由对高温液体有抵抗性的材料制成。为了制作合适的阀，不仅需要所使用的材料对液体和或气态的ZnMg有抵抗性，而且这些材料还应该优选地具有下列特征：●所述材料必须足够致密以确保不发生ZnMg的渗透。●在零件上形成的可能的氧化物必须不被ZnMg液体还原。否则，由于相继的氧化和还原步骤所致，所述材料将耗损。●第三，当操作阀时，所述阀的不同零件必须不引起微振磨损。●优选地所述一种(或多种)材料是耐热冲击的。●优选地在从450至850℃的温度间隔中所述一种(或多种)材料必须对空气有抵抗性。●在指定的温度范围内材料的膨胀必须使得任何各项异性膨胀将不妨碍阀起作用。●最后，必须可能获得处于所需尺寸(seize)的材料并且其必须是可加工的。结果总结如下。使用以上列表选择由其生产阀的材料。在根据本专利技术的第一实施方案中提供阀，其中与液体接触的阀零件提供有涂层，所述涂层选自由石墨、BN、ZrO、Al2O3和Si3N4组成的组。施加有所述涂层的零件由钢、不锈钢、黄铜、或在指定温度间隔下足够强的、不与涂层破坏地反应并且优选地能够承受大气条件的任何其他金属或合金制成。在根据本专利技术的第二实施方案中阀闭合构件由石墨制成并且阀体由热等静压的氮化硼(HIPBN)制成。所述石墨优选是较高密度等级的石墨，例如具有18％或更小的孔隙率的石墨。优选地使用具有小于18％的孔隙率的石墨以便尽可能地使ZnMg渗透进石墨中的空隙最小化，例如具有15％或12％或甚至更小的孔隙率的石墨。来自列表中的材料，这些材料最容易加工。发现由相对于彼此将要移动的HIPBN零件制成的阀将展示微振磨损。此外HIPBN的热膨胀是非常各向异性的，其将导致不能在升高的温度下操作的阀。证明了由HIPBN和高密度石墨零件制成的阀起作用，但是由于使用石墨，限制阀的工作温度至多500℃。此外通过提供石墨阀闭合构件至少部分被HIPBN围绕，抑制了在大气条件下通常将发生的石墨的氧化。由于此构造，可以在大气条件下在至多850℃的温度下使用此阀。对于采用单一材料固体零件的阀还能够使用Al2O3，但是此材料具有差的耐热冲击性的缺点。还能够使用Si3N4用于所述目的但是难以将该材料加工成用于此种阀的所需尺寸。根据本专利技术的又一个方面，提供的阀盖构件也由HIPBN制成。采用HIPBN的阀体和阀盖构件，所述石墨阀闭合构件被HIPBN全面围绕。附图简要说明将参考附图中展示的实例来进一步解释本专利技术，所述附图展示了所述阀的横截面的示意图。附图详细说明阀包含提供有输入连接部2和输出连接部3的阀体1和容纳阀闭合构件5的阀座4。阀闭合构件5提供有当旋转处于对应于输入通道和输出通道的位置时分别连接这些通道的通路。阀闭合构件提供有延伸穿过阀盖构件7的轴6并且将通过机械或机电方式操作。阀闭合构件5由HIPBN制成并且阀体1及阀盖构件7由高密度石墨制成。这是双通阀，但是还可以使用所公开的材料制作三通阀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于高温液体的阀，其包含阀体、阀座、输入连接部和输出连接部、提供有通路的阀闭合构件、阀盖构件以及连接至所述阀闭合构件的阀轴，其中与液体接触的阀零件提供有材料涂层或由对高温液体有抵抗性的材料制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 EP 14002006.61.用于高温液体的阀，其包含阀体、阀座、输入连接部和输出连接部、提供有通路的阀闭合构件、阀盖构件以及连接至所述阀闭合构件的阀轴，其中与液体接触的阀零件提供有材料涂层或由对高温液体有抵抗性的材料制成。2.根据权利要求1的阀，其中所述涂层选自由石墨、BN、ZrO、Al2O3和Si3N4组成的组。3.根据权利要求2的阀，其中施加有所述涂层的零件由钢、不锈钢、钛、镍、铜、黄铜或青铜制成。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·佐斯特博尔根，T·F·J·马尔曼，C·科曼德尔，S·德布鲁金，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL