[发明专利]形成有微合金化层的金属阀座球阀装置及其制作方法

说明书

本涉及一种形成有微合金化层的金属阀座球阀装置及其制作方法，其在超低温、高温高压等各式各样的环境下也能让球阀准确顺畅地动作。

技术领域

本发明涉及一种在超低温、高温高压等各式各样的环境下也能让球阀准确顺畅地动作的形成有微合金化层的金属阀座球阀装置及其制作方法。

背景技术

一般来说，球阀是一种安装在用于输送粉体或液体等的配管上并且把流体流动的开闭孔加以开闭的工具，球阀装置通常包括：在本体部内部朝一侧方向旋转的球单元、引导球单元旋转并且称为阀杆(STEM)的把手单元、把球单元的外侧面加以包裹并贴紧而把和球单元之间的游隙加以消除的阀座(seat)单元；此时，球单元的内部则贯穿地形成开闭孔，该开闭孔则和上述开闭孔对应。

在设计一般球阀时，除了需要确保阻止所输送的流体泄露的气密性、阻止球阀与阀座(seat)磨耗的耐久性以外，还需要能够根据球的旋转操作而准确地控制流体流量，尤其是，在输送-197度以下温度等超低温液化天然气等物的环境下特别需要在超低温环境下也能不受金属体积膨胀收缩影响地一直确保一定的气密性、耐久性、控制的准确性、操作的便利性等。

现有技术通常利用特氟隆之类的合成树脂系列柔软材料制作球单元，虽然能够降低成本，但是在组装过程中需要对阀座(seat)单元施加高压而导致起动力矩变得非常大，还因为特氟隆材质特性上具备较弱的耐久性而使得球阀装置的寿命缩短。

而且，球阀装置的起动力矩较高而使得致动器尺寸变大，因此导致整体体积变大并且重量较重。

有鉴于此，本发明人为了解决具备柔软材质球单元的上述现有球阀装置所存在的诸多问题及制约而发明了形成有微合金化层的金属阀座球阀装置及其制作方法，其在-197度的温度也具备相似于壳体(housing)的深层组织而使得整体球阀在低温下也能呈现出一定的膨胀系数，为了能够在低温下柔和顺畅地旋转，形成了具备高硬度及低摩擦系数的微合金层地形成表面层而制成金属球及金属阀座，而且通过镜面加工处理确保金属球精密的球度，因此在超低温、高温高压等各式各样的环境下也能让球阀准确顺畅地动作。

发明内容

解决的技术课题

本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是提供一种形成有微合金化层的金属阀座(metal seat)球阀装置及其制作方法，通过在-197度的温度下也能呈现出一定膨胀系数的同一金属对金属球及金属阀座进行涂层(coating)处理，通过表面加工处理确保金属球的精密的球度，从而在超低温、高温高压等各式各样的环境下也能让球阀准确顺畅地动作。

解决课题的技术方案

本发明的一个实施例的形成有微合金化层的金属阀座球阀装置包括：阀本体部，形成有粉体及流体流动用流路；金属球阀，形成贯穿内部的开闭孔，通过朝一侧方向的旋转把上述流路加以选择性地开闭；金属阀座，在上述流路的出入口侧把上述金属球阀的外侧面予以包裹并贴紧；及阀杆，让上述金属球阀朝一侧方向旋转；上述金属球阀及上述金属阀座的表面可通过金属涂层处理及表面加工处理制作。

在本发明的一实施例中，上述金属球阀及上述金属阀座由具备相似于上述阀本体部的膨胀系数的材料形成，在表面形成了相当于碳化铬(K-chromium Carbide)的微合金层后通过热处理形成内部合金与高浓度扩散层，表面则由微合金层(micro-alloying)构成高硬度、低摩擦的金属表面，使得该微合金层形成下述表面，该表面以微米为单位而不影响整体材料的热膨胀系数地较薄并且在超低温下也能轻易动作。

在本发明的一实施例中，上述金属球阀及上述金属阀座之间的摩擦系数为0.5以下。

在本发明的一实施例中，通过上述表面加工处理以0.002mm以内的值形成上述金属球阀的球度(sphericity)。

在本发明的一实施例中，上述金属球阀及上述金属阀座能够在-197度到750度的温度内维持一定硬度。