小金井電磁閥密封面高溫耐磨堆焊焊劑的研究

    小金井電磁閥對于工作在高溫高壓條件下的閥門，其密封面的工作條件相當(dāng)惡劣，因此對于密封面的有較高的要求，長期以來，國內(nèi)外普遍使用價格貴重的鈷鉻鎢作為堆焊閥門密封面的材料，為了降低成本，解決堆焊時裂紋問題以及改善小金井電磁閥閥門密封面機(jī)械加工，近年來國內(nèi)研制開發(fā)了系列埋弧自動堆焊用高合金粘結(jié)焊劑，如137號粘結(jié)焊劑，由于其良好，價格適中，所以在高溫高壓閥門中已得到廣泛的應(yīng)用[1]。為了提高閥門密封面堆焊后的高溫，本文通過優(yōu)化設(shè)計的方法研制了種新型粘接焊劑，該焊劑解決了137號粘接焊劑堆焊層存在著高溫時硬度下降較大的問題，提高了堆焊層高溫硬度保持率，改善了高溫。

    小金井電磁閥的優(yōu)化設(shè)計

    小金井電磁閥的建立是采用次回歸正交設(shè)計的方法[2]，常用的兩水平正交表有L4（23），L8（27），L16（215），L32（231）等，本課題采用的是L8（27）表。

    小金井電磁閥對于粘接焊劑的高溫影響較明顯的合金劑成分主要有：錳鐵、硅鐵、碳化硼、鉻鐵、鉬鐵等。由于考慮的因子太多會使得試驗方案難以確定，造成數(shù)學(xué)模型的難以建立，因此本課題的優(yōu)化因子依次為：Z1鉻鐵、Z2錳鐵、Z3碳化硼，根據(jù)因子編碼，可以得到編碼表（見表1）和試驗數(shù)據(jù)表

    2）研制焊劑堆焊的3組試樣（9個試塊）中的zui大擦傷深度為H2=1873.3μm，所以擦深比=H2/S=4683.5（μm/m），（擦傷行程S=0.4m）可見在470℃、6×104Pa的比壓下，研制焊劑堆焊層的抗擦傷要優(yōu)于137號焊劑堆焊層。

    3 結(jié)論

    小金井電磁閥本課題利用優(yōu)化設(shè)計的方法研制了種適應(yīng)于高溫高壓閥門密封面堆焊的粘結(jié)焊劑，并通過測試與137號焊劑進(jìn)行了的比較，zui后得出下列結(jié)論：

    1）通過優(yōu)化設(shè)計的合金劑配方如下：鉻鐵：5.7g，錳鐵：8.45g，碳化硼：1.8g，硅鐵：1.6~3.9g，鉬鐵：

    3.8~5.2g，釩鐵：2.3~3.6g，鎢粉：1.2~1.9g。

    2）研制焊劑配合1Cr13焊絲GM-1000型直流電焊機(jī)進(jìn)行埋弧自動堆焊，基體材料為ZG25- I，焊接規(guī)范參數(shù)為：

    焊接電流：650~700A，焊接電壓：45~48V，

    焊接速度：7.85mm/s。

    3）分別對137號焊劑和研制焊劑堆焊層進(jìn)行常溫硬度，高溫硬度，高溫擦傷測試，并進(jìn)行了化學(xué)成分分析，從測試及分析結(jié)果來看，研制焊劑的堆焊層與137號焊劑堆焊層的常溫基本相當(dāng)，但其高溫要優(yōu)于137號焊劑。

    4）焊劑堆焊層組織是以奧氏體為基體，含少量鐵素體，二相是在晶界以骨絡(luò)狀和網(wǎng)狀分布的共晶硼化物，并含有定量的圓豆?fàn)畹膹?fù)合碳化物，同時這些強(qiáng)化相熔點(diǎn)較高，晶格結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在高溫下穩(wěn)定，既不易溶解，又不易聚集長大，故在高溫下能保持較高的強(qiáng)化效果，使高溫硬度保持率和抗擦傷大大提高。

    5）小金井電磁閥研制焊劑的各項測試結(jié)果與優(yōu)化設(shè)計求出的高溫*結(jié)果基本吻合，表明所建立的數(shù)學(xué)模型精度較高，優(yōu)化結(jié)果是正確的，

 小金井電磁閥密封面高溫耐磨堆焊焊劑的研究