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申请/专利权人：四川苏克流体控制设备股份有限公司

摘要：本发明属于先进制造、新材料、表面工程和新能源领域，公开了一种等离子体熔覆耦合外场处理的耐磨控制阀生产工艺，其特征是制备金属陶瓷复合粉体喂料，并对耐磨控制阀的启闭件和阀座表面进行等离子体熔覆处理，从而在耐磨控制阀表面形成含有弥散分布的纳米氧化物和界面相的硬化层，再进行激光冲击处理实现表面层的晶粒细化和强化，最后进行脉冲电磁场处理产生高密度位错、晶粒细化和相变进一步强化表面层并降低导热系数。本发明的等离子体熔覆耦合外场处理的耐磨控制阀生产工艺可有效提高耐磨控制阀的表面硬度和耐磨性，而且表面硬化层的孔隙率低、结合强度高，导热系数低，可用于硅化工、煤化工等行业中的耐磨控制阀的表面硬化。

主权项：1.一种等离子体熔覆耦合外场处理的耐磨控制阀生产工艺，其特征在于，包含以下步骤：（1）耐磨控制阀等离子体熔覆用金属陶瓷复合料浆制备：以C16H36O4Ti和C15H35MoO5为原料制备TiOH4溶胶和MoOH6溶胶；称取MoOH6溶胶，TiOH4溶胶，（Ti,WC粉，Co粉，Re粉配料，按摩尔百分比Co占10~15%，Re占Co的30~50%，按Mo占1~5%称取MoOH6溶胶，按Ti占3~6%称取TiOH4溶胶，其余为（Ti,WC；先使MoOH6包覆在（Ti,WC表面，再加入Co、Re进行球磨、过滤，制备出等离子体熔覆用金属陶瓷复合料浆；（2）耐磨控制阀等离子体熔覆用金属陶瓷复合粉体喂料制备：先将金属陶瓷复合料浆进行喷雾干燥，在1100~1200℃烧结形成球形粉末团聚体；然后使配料时所称取的TiOH4溶胶全部浸入到球形粉末团聚的孔隙中，制成耐磨控制阀等离子体熔覆用金属陶瓷复合粉体喂料，其物相组成为NaCl结构的（Ti,WC相+包覆在（Ti,WC相表面的MoO3正交相+TiOH4凝胶+Co相+Re相；（3）耐磨控制阀的等离子体熔覆表面硬化处理：采用金属陶瓷复合粉体喂料在启闭件和阀座表面进行等离子体熔覆表面硬化处理，MoO3与（Ti,WC发生固溶反应和碳热还原原位转变成（Ti,W,MoC界面相并仍包覆在（Ti,WC表面，位于孔隙中的TiOH4凝胶转变为弥散分布的纳米TiO2，Re固溶于Co中并促进了Co相中FCC向HCP的马氏体相变以及（Ti,WC相的晶粒细化；等离子体熔覆形成了含界面相和氧化物的表面硬化层，其物相组成为NaCl结构的（Ti,WC相+包覆在（Ti,WC相表面且具有NaCl结构的（Ti,W,MoC界面相+金红石结构的TiO2相+CoRe固溶体粘结相；（4）等离子体熔覆硬化层表面的细晶层形成：将聚二甲基硅氧烷，封闭型异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合并制成透明有机硅凝胶膜；对硬化处理后的启闭件和阀座进行精磨，并在表面喷涂黑漆作为吸收层，然后在液氮中冷却后将有机硅凝胶膜贴在黑漆吸收层表面作为约束层，对贴有机硅凝胶膜的硬化层进行激光冲击处理，在约束层和吸收层之间产生等离子体的冲击波使等硬化层表层形成高位错密度细晶层；高密度位错细晶层厚度为20~50μm，其位错密度2×109~6×109mm-2；（5）基于外场处理的位错密度及物相调控及耐磨控制阀制造：对形成了表层高位错密度细晶层的硬化层进行脉冲电磁场处理，CoRe粘结相继续发生FCC向HCP转变，位错密度增加，晶粒细化；硬化层中除表层高密度细晶层之外的部位CoRe粘结相的HCP:FCC=0.8~1.0，位错密度1×108~8×108mm-2；硬化层中高位错密度细晶层中CoRe粘结相的HCP:FCC=1.3~1.4，位错密度3×1010~9×1010mm-2；将经过外场处理的启闭件和阀座进行对研，并与配套零件装配，即制造出耐磨控制阀，其启闭件和阀座表面硬化层的硬度≧950HV，涂层结合强度≧420MPa，磨损率≦4×10-6mm3N·mm，导热系数为30～40W·m-1·K-1，最高服役温度为660℃。

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