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惡劣，因此對于密封面的有較高的要求，長期以來，國內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械加工，近年來國內研制開發了系列埋弧自動堆焊用高合金粘結焊劑，如137號粘結焊劑，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用[1]。為了提高閥門密封面堆焊后的高溫，本文通過優化設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。

    小金井電磁閥的優化設計

    小金井電磁閥的建立是采用次回歸正交設計的方法[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，造成數學模型的難以建立，因此本課題的優化因子依次為：Z1鉻鐵、Z2錳鐵、Z3碳化硼，根據因子編碼，可以得到編碼表（見表1）和試驗數據表

    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于137號焊劑堆焊層。

    3 結論

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

    1）通過優化設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型直流電焊機進行埋弧自動堆焊，基體材料為ZG25- I，焊接規范參數為：

    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行常溫硬度，高溫硬度，高溫擦傷測試，并進行了化學成分分析，從測試及分析結果來看，研制焊劑的堆焊層與137號焊劑堆焊層的常溫基本相當，但其高溫要優于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狀和網狀分布的共晶硼化物，并含有定量的圓豆狀的復合碳化物，同時這些強化相熔點較高，晶格結構復雜，在高溫下穩定，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果與優化設計求出的高溫*結果基本吻合，表明所建立的數學模型精度較高，優化結果是正確的，

 小金井電磁閥密封面高溫耐磨堆焊焊劑的研究