半馬氏體不銹鋼球閥閥座的焊接工藝         

        半馬氏體不銹鋼，也叫作馬氏體沉淀硬化不銹鋼，代表牌號為：17-4PH。多次試驗(yàn)的結(jié)果表明，球體材質(zhì)采用ZG2Cr13，在其表面堆焊Stellite NO. 6 合金，閥座用17-4PH沉淀硬化不銹鋼制造，在球體旋轉(zhuǎn)過程中閥座和球體形成摩擦副，可以減少“抱死”現(xiàn)象的發(fā)生，大大提高硬密封球閥的使用性能。因?yàn)?7-4PH算是使用比較少的一種材料，閥座生產(chǎn)制造工藝比較特殊，和大家討論下17-4PH的閥座生產(chǎn)過程。

        17－4PH鋼導(dǎo)熱率低，坯料尺寸( 截面) 較大，需要加熱較長時(shí)間才能達(dá)到鍛造溫度。為了縮短鍛造坯料在高溫爐中停留的時(shí)間，一般需要在990-1020℃的溫度條件下預(yù)熱2h 左右。然后將預(yù)熱的毛坯放入高溫爐中加熱，當(dāng)溫度達(dá)到鍛造溫度( 1 180 ～ 1 230℃) 時(shí)，保溫約1.5h后應(yīng)立即出爐鍛造，防止加熱溫度過高工件過熱、過燒及合金出現(xiàn)類似有富銅相析出的現(xiàn)象。

        半馬氏體不銹鋼球閥閥座的焊接工藝 鍛造在鍛造溫度下，17-4PH 鋼的塑性差，變形抗力大，容易出現(xiàn)裂紋。應(yīng)嚴(yán)格控制鍛造溫度。始鍛溫度1180℃，終鍛溫度1 010℃。毛坯加熱3 ～ 3. 5h 達(dá)到1 230℃，出爐后進(jìn)行第一火鍛造，未發(fā)現(xiàn)異常?；貭t加熱0.5h后進(jìn)行第二火鍛造，也未發(fā)現(xiàn)異常。在900 ～ 950℃ 下進(jìn)行整平，以防飛邊裂紋的產(chǎn)生。另外，在鍛造過程中需使用沖子，沖頭要有一定的錐度，為增加擴(kuò)孔效果，可以幾個(gè)沖子疊加起來使用。

        與2Cr13 堆焊Stellite NO.6的表面硬度379HB 相差50HB 以上的是用1040℃×1h，空冷，610℃×4h，空冷方法進(jìn)行熱處理的17-4PH 鋼，其硬度為329HB。在鍛造毛坯的熱處理過程中應(yīng)注意馬氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)及時(shí)效處理的溫度。轉(zhuǎn)變點(diǎn)17-4PH鋼的馬氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms約為121℃，轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)Mf約為32℃。閥座屬于大截面部件，應(yīng)于650℃下預(yù)熱，然后在高溫爐中加熱至1040℃，保溫1h,空冷，需要快冷至32℃以下，即空冷、水冷或油冷，為了防止龜裂，多采用空冷。

       時(shí)效處理在時(shí)效處理時(shí)，有富銅相從馬氏體中析出，使鋼產(chǎn)生沉淀硬化。這時(shí)，鋼件的收縮率為0.04% ～ 0.06%，越是精密的工件，熱處理后對閥座進(jìn)行機(jī)加工越要對此多加考慮。加熱可以在大氣或真空的環(huán)境下進(jìn)行。如果在大氣環(huán)境下，應(yīng)該考慮表面有氧化皮。在時(shí)效處理時(shí)，如時(shí)鍛造后禁止快速冷卻，以防止鍛件開裂，應(yīng)采用爐冷、坑冷、或灰沙冷卻。已知在2Cr13 上堆焊StelliteNO.6的表面硬度測試結(jié)果為379HB。而閥座的表面硬度比該硬度要相差50HB 以上，用17-4PH 鋼試樣進(jìn)行熱處理試驗(yàn)。效溫度為620℃左右，工件即使在海上惡劣的環(huán)境條件下使用，也不會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂的現(xiàn)象，即兼有消除應(yīng)力熱處理的作用。若時(shí)效溫度為620℃，在含H2S 的酸性氯化物溶液中，其耐應(yīng)力腐蝕開裂性能要比其他沉淀硬化不銹鋼更優(yōu)越。

       17-4PH 鋼閥座的平面圖如圖所示。按常規(guī)加工的工序應(yīng)為坯料→鍛造→固溶處理→粗加工→時(shí)效處理→精加工。為了降低制造成本，時(shí)效處理可在粗加工前進(jìn)行，即固溶和時(shí)效處理連續(xù)進(jìn)行，粗加工和精加工連續(xù)進(jìn)行。工件以坯料→鍛造→固溶處理→時(shí)效處理→粗加工→精加工工序進(jìn)行。加工順序?yàn)棰俅周噧?nèi)部和外部尺寸，球R162mm 處留出余量2mm。② 精車完成各部尺寸， 球R162mm 留出研磨余量。③粗磨，精磨完成球

R162mm 尺寸加工。④A 面與其他零件配研，提高光潔度，保證密封性能

     17-4PH 鋼時(shí)效處理后有較高的硬度，因此用作閥座和閥盤等摩擦部件時(shí)，可以減少“抱死”現(xiàn)象的發(fā)生。17-4PH 鋼經(jīng)熱處理后實(shí)現(xiàn)了馬氏體+ 富銅相強(qiáng)化，達(dá)到閥座的力學(xué)性能，其硬度達(dá)到329HB 或以下，滿足摩擦副硬度相差50HB 以上的要求。