[發明專利]硬質合金復合密封結構及其制備工藝

在審

• 申請號: 201610211232.0
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN107269859A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王健民;余鵬飛
• 申請（專利權）人: 上海累富閥門科技有限公司
• 主分類號: F16K1/226
• 分類號: F16K1/226;F16K1/228;F16K25/00;B23P15/00
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技術領域

本發明涉及一種硬質合金復合密封結構及其制備工藝。

背景技術

閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截止、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統的閥門，從最簡單的截止閥到極為復雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規格相當繁多。球閥、蝶閥、止回閥、閘閥、疏水閥等等。由于閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等各種類型流體的流動，所以對閥門的密封性能具有很高的要求。

目前，多數蝶閥的碟板上設有密封圈槽，密封圈槽內設有密封圈，碟板與閥體之間通過密封圈密封。由于密封圈一般采用橡膠等軟性材質制成，也有些通過全硬質材料制成。現有的全硬質材料制作的密封圈一般采用整體式全硬質合金鋼圈或者多層全硬質合金鋼圈復合粘結而成。作為密封圈可以避免流體中帶有沖力其對于全硬質密封圈的外表面粗糙度和形狀公差的要求很高，加工工藝困難，所以全硬質材料的加工成本高。

本發明設計了一種硬質合金復合密封結構及其制備工藝，硬質合金復合密封結構采用閥座和密封圈相配合的密封方式，并在閥座內側的密封面上設置有第一硬質合金層，密封圈外緣的密封面上設置有第二硬質合金層，通過第一硬質合金層和第二硬質合金層形成“硬碰硬”結構的密封副來達到零摩擦的效果，制造成本簡單。

發明內容

針對上述情況，本發明提供一種硬質合金復合密封結構及其制備工藝，第一，硬質合金復合密封結構采用閥座和密封圈相配合的密封方式，并在閥座內側的密封面上設置有第一硬質合金層，密封圈外緣的密封面上設置有第二硬質合金層，通過第一硬質合金層和第二硬質合金層形成“硬碰硬”結構的密封副來達到零摩擦的效果。第二，本申請加工工藝成本低，密封精度高，產品可以達到零摩擦、零泄漏、密封副為全金屬、雙向承壓、是真正意思上高性能，一旦關閉到位后，密封非常可靠，適用溫度廣泛，能滿足-197°～800°下的工況條件下使用，實現了真正意義上的高性能。當然，全硬密封的結構對于火災安全是輕而易舉的。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

硬質合金閥體復合密封結構，包括閥座、碟板、壓圈、密封圈，所述閥座內側設有一圈密封面，該密封面設有第一硬質合金層，所述碟板設置在閥座的中部，碟板外緣設置有一圈環形密封圈凹槽，所述密封圈凹槽內設有密封圈，所述密封圈底部設有壓圈，密封圈外緣也設有密封面，該密封圈的密封面上設置有第二硬質合金層。

進一步地，所述閥座內側的密封面和密封圈外緣的密封面均與水平方向成30~70度的角，且閥座內側的密封面和密封圈外緣的密封面與水平方向成相同的角度。

進一步地，還包括補償環，所述密封圈凹槽內設置有補償環凹槽，所述補償環安裝在補償環凹槽內，補償環伸出補償環凹槽的部分與密封圈緊密接觸。補償環的結構具有流向補償功能，無論介質流向如何，密封同樣可靠。本申請閥門設計巧妙，雙向承壓，蝶板都處于流關趨勢。

進一步地，所述第一硬質合金層和第二硬質合金層采用不同硬度的硬質合金制成。優選地，所述閥座上的第一硬質合金層使用太立6號硬質合金制成，而密封圈的密封面的第二硬質合金層采用司太立21號硬質合金制成，采用不同硬度的硬質合金層可以確保使用過程中耐沖刷。

進一步地，所述第一硬質合金層和第二硬質合金層的厚度均為0.1~5毫米。

硬質合金復合密封結構及其制備工藝，其特征在于，包括閥座加工部分和密封圈加工部分，

所述閥座加工部分包括以下步驟：

步驟一：檢查鑄件的外形尺寸和機加工性能，當機加工性能符合車工要求，外形尺寸留足余量之后，將鑄件安裝在車床的閥座專用夾具上；

步驟二：預留2~5毫米后粗車閥座的兩個法蘭平面、流道孔和閥座的各個面；

步驟三：將鑄件固定安裝在傾斜4~15度的閥座加工夾具上，預留4~8毫米的密封面厚度之后粗車閥座的密封面；

步驟四：在閥座的密封面上堆焊第一硬質合金層；

步驟五：精車閥座的密封面至密封面的實際尺寸并使閥座的密封面粗糙度達到1.6Ra；

步驟六：使用砂輪精磨閥座的密封面至密封面表面粗糙度達到Ra0.4；

步驟七：精車閥座的法蘭平面、流道孔和閥座的各個面；

步驟八：在閥座上鏜出閥桿孔、填料函孔和止脫環函孔，鉆出閥座的法蘭平面上的螺紋孔、法蘭孔之后經過車倒角、去毛刺工序制成閥座成品；

所述步驟五中精車閥座的密封面至密封面的實際尺寸之后還包括對閥座的密封面進行著色檢驗的工序，著色檢驗合格則進入下一步驟。