專利名稱：一種超硬密封球閥的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于設(shè)備安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超硬密封球閥的加工方法背景技術(shù)眾所周知，閥門功能是流體輸送系統(tǒng)中控制元件，具有導(dǎo)流、截流、分流等功能，球閥具有流阻小，開啟迅速，是國內(nèi)外專家公認(rèn)最有發(fā)展前途的換代產(chǎn)品。長期以來國內(nèi)外專家致力于球閥的開發(fā)研究，但由于受球體密封圈材料、球閥結(jié)構(gòu)、制造工藝條件所限使球閥的開發(fā)研究受到限制。長期以來，球閥的球體通常采用碳鋼、合金鋼、不銹鋼材料，而密封圈通常采用回氟乙烯、尼龍等非金屬材料，在高壓下難以承受高比壓，只能在200℃以下溫度范圍內(nèi)使用；進(jìn)入七○年代則采用球體分體式、軌道式球閥，目的是使閥門在高溫高壓條件下擺脫高壓造成球體與密封圈的擦傷而形成的密封面泄漏，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜并未達(dá)到預(yù)想的效果。
進(jìn)入八○年代，國內(nèi)外閥門專家對球閥研究做了大量工作，如球閥球體、密封閥采用整體陶瓷材料，即浪費大量昂貴合金材料，同時陶瓷材料脆性較大，不耐沖擊而出現(xiàn)脆性裂紋，球閥使用條件受到限制；有的球體則采用軟氮化工藝密封面氮化處理，密封圈的密封面則采用堆焊CoCrw硬質(zhì)合金，硬度達(dá)到HRC55，氮化后球體表面硬度雖然較高，但氣體軟氮化，氮化層太薄，球閥開啟幾次密封面及球面就會造成擦傷，傷痕累累，更主要的是不能輸送顆粒性、粉塵性介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前球閥中金屬對金屬密封面在高溫、高壓、高流速、劇烈沖刷，磨損、腐蝕情況下，閥門使用壽命低、泄漏量大、質(zhì)保期短的弊病，本發(fā)明提出一種超硬密封球閥的加工方法，可以滿足球閥密封的參數(shù)性能要求。耐高溫，耐沖擊，耐沖蝕，壽命長。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種超硬密封球閥的加工方法，工藝步驟是(一)加工球體，具體步驟為1、夾緊毛坯，按球體通道孔找正，加工通道孔、錐面、倒園角，2、以加工后的球體通道為定位基準(zhǔn)，銑加工球體，精加工后的球體光潔度不低于Ra1.6，同軸度小于0.05，不園度小于0.01，3、將加工后的球體，裝夾在專用夾具上，(如圖2所示)使用專用凹圓形磨具及60#單晶剛玉磨加工到設(shè)計尺寸，表面光潔度不低于Ra 0.08，同軸度小于0.03，不園度小于0.006，4、球體外表面噴涂W.C、噴涂厚度為0.3-0.5mm，硬度為Hv900--1200(HRC68-73)，5、噴涂后的球體裝夾在專用夾具上，使用專用凹球形磨具加工，光潔度不低于Ra3.2，同軸度為0.03，不園度小于0.006，粗磨，金剛石粉M40、粗磨后光潔度不低于Ra0.08、同軸度小于0.03、不園度小于0.004，精磨，金剛石粉M15，精磨后光潔度不低于Ra0.2-0.4，同軸度小于0.03，不園度小于0.004；6、研磨，加工好的球體與專用凹球形磨具對研，研磨粉分別為M15、M5金剛石粉，不園度要小于0.0025；(二)加工密封圈，具體步驟為1、按設(shè)計要求加工，保證密封圈球面和外園的同軸度小于0.03，2、密封圈球面噴涂W、C，噴涂厚度為0.3-0.5mm，3、噴涂后的密封圈在專用夾具上使用專用凸球形磨具進(jìn)行加工磨削(如圖3所示)①粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低于Ra0.8②精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低于Ra0.4，4、研磨加工好的密封圈與專用凸球形磨具對研，研磨粉為M15、M5，光潔度為Ra0.2--0.4；(三)球閥的裝配，具體步驟為1、將球體與密封圈球面進(jìn)行2-3次人工對研，使用的研磨液依次如下①用W40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為甘油+水、研磨液配比1∶1，②用W10金剛石研磨膏配置研磨液，油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，③用W5金剛石研磨膏研配置研磨液，油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，研磨后，用清洗液或90#汽油將球體清洗10-15分鐘；2、研磨球面及密封圈閥口，將球體與密封圈閥口對研，研磨程序及參數(shù)要求與球體研磨相同，3、檢驗球體與密封圈閥口吻合度將球體、密封圈裝入閥體中把緊螺柱，旋轉(zhuǎn)球體與密封圈球面形成光亮球型帶，加水試驗不得有泄漏，在安裝閥蓋到閥體上時，調(diào)整好密封圈與球閥球體的位置，調(diào)整調(diào)整墊和調(diào)整閥座寬度，保證裝配完球的中心與閥桿軸同心，4、球體與閥密封圈裝配完后再擰緊填料壓蓋螺母，整機(jī)裝配后，關(guān)閉開啟閥5、整機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行殼體試驗，密封試驗。
本發(fā)明的有益效果是耐高溫，耐沖擊，耐沖蝕，壽命長。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的球閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明加工球體的專用夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明加工密封圈的專用夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1.閥桿，2壓蓋，3.左閥體，4.左密封圈，5.球體，6.右密封圈，7.中法蘭墊片，8.螺栓，9.螺母，10.右閥體，11.左密封涂層，12.右密封涂層，13.球體涂層，14.專用凹球形磨具，15.專用凸球形磨具。
具體實施例方式
1、將球體5粗加工成型(不圓度達(dá)到0.05)，采用加工球體5的專用夾具，(如圖2所示)使用專用凹球形磨具14加工球體5，精加工后的球體5光潔度不低于Ra1.6，同軸度小于0.05，不園度小于0.01，在球體5表面噴涂WC涂層，噴涂13厚度為0.3-0.5mm，硬度為Hv900--1200(HRC68-73)，噴涂后的球體5在專用夾具和專用金剛石磨頭下加工，光潔度不低于Ra3.2，同軸度為0.03，不園度小于0.006，粗磨，金剛石粉M40、粗磨后光潔度不低于Ra0.08、同軸度小于0.03、不園度小于0.004，精磨，金剛石粉M15，精磨后光潔度不低于Ra0.2-0.4，同軸度小于0.0不園度小于0.004；采用M15、M5不同粒度級別金剛石粉末研磨球體5表面涂層，然后進(jìn)行球面拋光，不園度要小于0.0025；使用專用球形刀14加工左右密封圈4、6，確定左密封涂層11.，右密封涂層12，表面噴涂WC涂層，涂層厚度為0.3-0.5mm，用金剛石粉末研磨，然后進(jìn)行球面拋光，加工好的球體5與專用凹球形磨具對研，研磨粉分別為M15、M5金剛石粉，不園度要小于0.0025，；2、加工密封圈4、6，保證密封圈4、6球面和外園的同軸度小于0.03，密封圈4、6球面噴涂W、C，確定左密封涂層11，右密封涂層12，噴涂厚度為0.3-0.5mm，噴涂后的密封圈4、6分別在專用夾具上使用專用凸球形磨具15上加工，(如圖3所示)磨削粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低于Ra0.8精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低于Ra0.4，研 磨加工好的密封圈4、6與球體5對研，研磨粉為M15、M5，光潔度為Ra0.2--0.4；3、安裝超硬密封球閥，將加工好的球體5與密封圈4、6球面進(jìn)行2-3次人工對研，使用的研磨液依次如下①用W40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為甘油+水、研磨液配比為1∶1，②用W10金剛石研磨膏配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，③用W5金剛石研磨膏研配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，研磨后，用清洗液或90#汽油將球體清洗10-15分，研磨球面及密封圈4、6閥口，將加工好的球體5與密封圈4、6閥口對研，研磨程序及參數(shù)要求與球體研磨相同，左右密封圈4、6裝在左右閥體3、10上，左右閥體3、10由螺栓8和螺母9連接固定。保證與球體5中心軸線的絕對對稱度。中法蘭墊片7采用柔性石墨夾不銹鋼板，累計誤差采取調(diào)整中法蘭墊片7，以保證閥桿與球體同心度及與左右密封圈的對稱度。在組裝時選定零件，優(yōu)先測量零件尺寸，調(diào)整左右金屬密封圈4、6的厚度。球閥是關(guān)閉件球體圍繞垂直通道中心線旋轉(zhuǎn)90°的閥門，在管線上主要作關(guān)閉、切斷介質(zhì)用。流體沿管線從閥門一端流入另一端，當(dāng)管線需要切斷時，通過手柄1或氣動、電動裝置將扭桿傳遞給閥桿1，閥桿1帶動球體5與密封圈4、6相對磨擦旋轉(zhuǎn)90°，球體與密封圈之間在高比壓條件下形成密封，開啟時，球體在手柄閥桿作用下反向旋轉(zhuǎn)90°。
權(quán)利要求
1.一種超硬密封球閥的加工方法，其特征在于，工藝步驟是(一)加工球體具體步驟為1、夾緊毛坯，按球體通道孔找正，加工通道孔、錐面、倒園角，2、以加工后的球體通道為定位基準(zhǔn)，銑加工球體，精加工后的球體光潔度不低于Ra1.6，同軸度小于0.05，不園度小于0.01，3、將加工后的球體裝夾在專用夾具上，使用專用凹球形磨具使用60#單晶剛玉磨加工，表面光潔度不低于Ra 0.08，同軸度小于0.03，不園度小于0.006，4、球體外表面噴涂W.C，噴涂厚度為0.3-0.5mm，硬度為Hv900-1200(HRC68-73)，5、噴涂后的球體裝夾專用夾具上，使用專用凹球形磨具加工，光潔度不低于Ra3.2，同軸度為0.03，不園度小于0.006，粗磨，金剛石粉為M40、粗磨后光潔度不低于Ra0.8、同軸度小于0.03、不園度小于0.004，精磨，金剛石粉為M15，精磨后光潔度不低于Ra0.2-0.4，同軸度小于0.03，不園度小于0.004，6、研磨，加工好的球體與專用凹球形磨具對研，研磨粉分別為M15、M5，不園度要小于0.0025；(二)密封圈的加工具體步驟為1、加工密封圈球面和外園的同軸度小于0.03，2、密封圈球面噴涂W、C，噴涂厚度為0.3-0.5mm，3、噴涂后的密封圈裝夾在專用設(shè)備夾具上，使用專用凸球形磨具上加工，磨削①粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低于Ra0.8②精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低于Ra0.4，4、 研磨加工好的密封圈與專用凸球形磨具對研，研磨粉為M15、M5，光潔度為Ra0.2--0.4；(三)球閥的裝配具體步驟為1、將加工好的球體和密封圈球面進(jìn)行2-3次人工對研，使用的研磨液依次如下①用W40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為∶甘油+水、研磨液配比為1∶1，②用W10金剛石研磨膏配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，③用W5金剛石研磨膏研配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，研磨后，用清洗液或90#汽油將球體清洗10-15分，
2.研磨球面及密封圈閥口，將加工好的球體與密封圈閥口對研，研磨程序及參數(shù)要求與球體研磨相同，
3.在安裝閥蓋到閥體上時，調(diào)整好密封圈與球體的位置，調(diào)整調(diào)整墊和調(diào)整密封圈寬度，保證裝配完球的中心與閥桿軸同心，球體與密封圈裝配完后再擰緊填料壓蓋螺母，整機(jī)裝配完畢。
全文摘要
本發(fā)明屬于設(shè)備安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超硬密封球閥的加工方法，工藝步驟是，球體和密封圈裝夾在專用夾具上，使用專用凹，凸球形磨具進(jìn)行加工、研磨，磨料為M40、M15金剛石粉，M5，表面噴涂W.C，噴涂厚度為0.3 0.5mm，球體及密封圈密封面經(jīng)噴涂后硬度達(dá)到HV900－1200(HRC69－73)。球閥裝配時，將加工好的球體和密封圈球面用研磨液進(jìn)行2－3次人工對研，球體不圓度達(dá)到0.002－0.004，光潔度達(dá)到Ra0.2－0.4，球體與密封圈吻合度95％以上。本發(fā)明耐高溫，耐沖擊，耐沖蝕，壽命長。可廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備流體輸送系統(tǒng)中。
文檔編號F16K5/06GK1546893SQ200310119180
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月17日
發(fā)明者楊安生, 楊文安 申請人:楊安生, 楊文安