一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于涂层制备领域，具体涉及一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法。

背景技术

作为广泛应用于电力、石油、化工、环保等行业的机械零件，近年来阀门逐渐向大型化、自动化、高性能化、高参数化发展。随着阀门的使用工况越来越复杂，其密封性能作为重要技术性能指标，也受到广泛关注。特别是在一些高温(350℃以上)、高压(10MPa以上)、磨损(煤渣)、腐蚀(H

固体润滑剂因具有良好的润滑性能、高的承载能力和耐磨性能、良好的稳定性和时效性等特点而被广泛应用。利用固体润滑剂制备新型润滑减摩涂层，在一定程度上克服了传统润滑油润滑脂附着力差、耐磨性差的缺点，对提高润滑减摩涂层适应复杂工作环境的能力具有深远的影响意义。目前使用在减摩涂层方面使用较多的是MoS

故基于此，提出本发明技术方案。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种阀门密封面减摩涂层及其制备方法。所述制备方法避免了直接加入MoS

本发明的方案是，提供一种阀门密封面减摩涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金属基自溶性合金粉、WC粉分别干燥处理，得干燥金属基自溶性合金粉和干燥WC粉；将基材进行预热处理，得预热基材；

(2)将所述干燥金属基自溶性合金粉和所述干燥WC粉涂覆于所述预热基材表面，得WC颗粒金属基熔覆层基材；

(3)依次将Mo、S渗入所述WC颗粒金属基熔覆层基材，于密封面涂层中生成MoS

(4)将所述渗Mo/S密封面涂层加热保温热处理后，再进行降温，即得阀门密封面减摩涂层。

优选地，步骤(1)中，所述金属基为铁基、镍基或钴基中的一种；所述基材为钢板，其中含碳量为0.2～0.7wt.％的碳素钢或合金钢均可。

优选地，步骤(1)中，所述预热于50～70℃条件下进行处理。

优选地，步骤(2)中，将所述干燥金属基自溶性合金粉加入至等离子机送粉器中，将所述干燥WC粉加入至送粉机中，之后同时对所述预热基材表面进行涂覆，得WC颗粒金属基熔覆层基材。

优选地，步骤(3)中，先将所述WC颗粒金属基熔覆层基材置入双辉等离子渗金属炉中进行渗Mo，完成后再移至离子炉中进行渗S。

优选地，所述双辉等离子渗金属炉中的靶极材料为纯度99.95％的Mo板，尺寸为100mm×5mm，工作气体为氩气。

优选地，渗Mo工艺参数为：阳极电压900V，阴极电压450V，气压30Pa，极间距15mm。

优选地，渗S工艺参数为：真空度为10Pa，在阴阳极之间加700～900V的电压。

优选地，步骤(4)中，以速率为10～15℃/min进行加热至1100～1200℃，并保温30～40min，然后油冷至600～650℃保温3～4h后空冷。

基于相同的技术构思，本发明的再一方案是，提供一种由上述方法制备得到的阀门密封面减摩涂层。

本发明的有益效果为：

1、本发明在密封面中生成了MoS

2、本发明采用等离子渗Mo和离子渗S的方法在密封层中生成了MoS

3、经过离子渗S之后，在密封层不仅生成了MoS

4、离子渗S时会与等离子熔覆时WC分解产生的W形成WS

5、经过热处理工艺之后，在密封层表面生成的MoS

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种阀门密封面减摩涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铁基自溶性合金粉、WC粉分别置于干燥箱中干燥除去水分，得干燥金属基自溶性合金粉和干燥WC粉；将基材(含碳量为0.2wt.％的碳素钢)进行打磨处理，除去其表面锈迹及灰尘等，并用酒精清洗吹干，于50℃条件下进行预热处理，得预热基材；

(2)将所述干燥金属基自溶性合金粉加入至等离子机送粉器中，将所述干燥WC粉加入至送粉机中，之后同时对所述预热基材表面进行涂覆，得含有WC颗粒金属基熔覆层基材；

(3)先将所述WC颗粒金属基熔覆层基材置入双辉等离子渗金属炉中进行渗Mo，靶极材料为纯度99.95％的Mo板，尺寸为100mm×5mm，工作气体为氩气，调整渗Mo的工艺参数为：阳极电压900V，阴极电压450V，气压30Pa，极间距15mm；再将渗Mo完成后的工件放入到离子渗S炉中，将阴极与工件相连，阳极与炉壁相连，使阴极在电子的轰击下逐渐升温，而当温度上升到硫的升华温度时，硫气氛慢慢弥漫于炉内，活性硫原子在电场作用下轰击阴极，在工件表面完成渗S，离子渗硫主要反应气体为固体S蒸气，其中渗S工艺参数为：真空度为10Pa，在阴阳极之间加700V的电压；完成后得渗Mo/S密封面涂层；

(4)将所述渗Mo/S密封面涂层在热处理之前于工件表面涂抹好防高温氧化涂料，然后以速率为10℃/min进行加热至1100℃，并保温30min，然后油冷至600℃保温3h后空冷，即得阀门密封面减摩涂层。

对实施例进行组织观察，发现其中MoS

实施例2

本实施例提供一种阀门密封面减摩涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将镍基自溶性合金粉、WC粉分别置于干燥箱中干燥除去水分，得干燥金属基自溶性合金粉和干燥WC粉；将基材(含碳量为0.7wt.％的合金钢)进行打磨处理，除去其表面锈迹及灰尘等，并用酒精清洗吹干，于70℃条件下进行预热处理，得预热基材；

(2)将所述干燥金属基自溶性合金粉加入至等离子机送粉器中，将所述干燥WC粉加入至送粉机中，之后同时对所述预热基材表面进行涂覆，得含有WC颗粒金属基熔覆层基材；

(3)先将所述WC颗粒金属基熔覆层基材置入双辉等离子渗金属炉中进行渗Mo，靶极材料为纯度99.95％的Mo板，尺寸为100mm×5mm，工作气体为氩气，调整渗Mo的工艺参数为：阳极电压900V，阴极电压450V，气压30Pa，极间距15mm；再将渗Mo完成后的工件放入到离子渗S炉中，将阴极与工件相连，阳极与炉壁相连，使阴极在电子的轰击下逐渐升温，而当温度上升到硫的升华温度时，硫气氛慢慢弥漫于炉内，活性硫原子在电场作用下轰击阴极，在工件表面完成渗S，离子渗硫主要反应气体为固体S蒸气，其中渗S工艺参数为：真空度为10Pa，在阴阳极之间加900V的电压；完成后得渗Mo/S密封面涂层；

(4)将所述渗Mo/S密封面涂层在热处理之前于工件表面涂抹好防高温氧化涂料，然后以速率为15℃/min进行加热至1200℃，并保温40min，然后油冷至650℃保温4h后空冷，即得阀门密封面减摩涂层。

对实施例进行组织观察，发现其中MoS

对比例1

对比例1采用直接在等离子熔覆的过程中加入MoS2，在金相组织中没有观到FeS，用Photoshop CS6图片处理软件进行色彩范围提取，通过提取范围像素所占比例计算出孔隙率，其孔隙率为2.39。

进行性能测试发现，在实验温度为500℃；载荷为15N；主轴转速为120r/min加载时间为1800s。摩擦系数通过软件实时记录，时间间隔为300ms，磨损量用精度为0.1mg的天平测量，测得摩擦系数在0.19-0.22之间，磨损量15.1mg。

对比例2

对比例2在等离子熔覆阀门密封层的时候不加入MoS

通过实施例与对比例的性能对比发现，实施例的阀门性能要优于对比例，其中磨损量减少了50％，摩擦系数下降了20％。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。