[发明专利]电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法

说明书

电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法。三偏心蝶阀密封面为斜置锥形，几何形状复杂，轨迹规划难度大。本发明包括如下步骤：选用实心镍基合金焊丝作为焊材；基于三偏心蝶阀密封面轮廓生成机器人运动路径；选用CMT冷金属过渡电弧增材系统，按照步骤2中规划的成形路径分别在三偏心蝶阀密封面的面2和面3表面上逐道熔覆堆积，形成均匀致密的镍基合金熔覆层，作为阀体基材和高硬度钴基熔覆层之间的结合层；根据镍基熔覆层的实际厚度，偏移三偏心蝶阀三维几何模型中密封面位置，焊材为钴基合金焊丝，重复步骤2和步骤3，增材制备司太立合金熔覆层；机械加工和打磨至产品要求。本发明用于电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层。

技术领域：

本发明涉及一种电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法。

背景技术：

三偏心阀门作为一种新兴阀门产品，以其大口径、零泄露、适用范围广等优势，正在不断的取代闸阀、球阀，截止阀等传统阀门，越来越多的应用到能源动力、石油开采、冶金等工业领域的重要管线上。

由于三偏心蝶阀密封面为蝶板和阀座的接触面，为满足长寿命和苛刻环境的使用需求，三偏心蝶阀密封面必须进行强化。大型碳钢材质的三偏心蝶阀常采用手工方式堆焊钴基材料作为强化层。堆焊前需要对阀体进行预热，焊工处于严苛的高温工作状态，工作效率低下，且堆焊质量不高，常见强化层开裂现象。

三偏心蝶阀密封面为斜置锥形，几何形状复杂，轨迹规划难度大。常见路径规划方法为机器人配合旋转体运动，但由于三偏心蝶阀密封面椭圆断面各方向倾斜角度不一致，造成层间搭接率难以一致，同层各区域的实际产生的强化层厚度不同，成型不稳定。

发明内容：

本发明的目的是提供一种电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：选用实心镍基合金焊丝作为焊材；

步骤二：基于三偏心蝶阀密封面轮廓生成机器人运动路径；

步骤三：选用CMT冷金属过渡电弧增材系统，按照步骤2中规划的成形路径分别在三偏心蝶阀密封面的面2和面3表面上逐道熔覆堆积，形成均匀致密的镍基合金熔覆层，作为阀体基材和高硬度钴基熔覆层之间的结合层；

步骤四：根据镍基熔覆层的实际厚度，偏移三偏心蝶阀三维几何模型中密封面位置，焊材为钴基合金焊丝，重复步骤2和步骤3，增材制备司太立合金熔覆层；

步骤五：机械加工和打磨至产品要求。

所述的电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法，所述的镍基合金焊丝成分按重量百分比为：C≤0.05、Mn≤0.4、P≤0.01、S≤0.15、Si≤0.15、Cr21.5-23、Mo8.5-10、Ti≤0.4、Al≤0.4、Fe≤1、余量为Ni。

所述的电弧增材制备三偏心蝶阀密封面熔覆层方法，所述的步骤二的具体过程为：基于三偏心蝶阀密封面轮廓生成机器人运动路径，三偏心蝶阀相对于机器人位置摆放应使密封面轴线1接近机器人轴线，沿轴线1将三偏心蝶阀密封面分成两对称部分面2和面3，面2中间位置A为平行直线型机器人轨迹，逐渐过渡到面2两端B位置和C位置处的轨迹为平行弧线型机器人轨迹，面2和面3轨迹规划方式相同。

有益效果：

1.本发明采用电弧增材制造的方式先在三偏心蝶阀密封面表面制备镍基合金层作为阀体基材和高硬度钴基熔覆层之间的结合层，电弧增材镍基结合层的过程同时提高了钴基耐磨层增材时的基材温度，避免了熔覆层开裂。

2.本发明阀体无需进高温炉预热，工序简便。平行直线和弧线相结合的机器人加工路径规划方案的实施可仅由机器人完成，无需变位机等回转体配合，即能实现层内偏移距离均匀，从而精准控制三偏心蝶阀密封面强化层厚度，配合热输入极低的CMT电弧增材系制造系统，可获得成型稳定无裂纹的密封面强化层。

附图说明：