硬密封球阀超音速火焰喷涂(HVOF)主要是通过极高的速度将耐磨粉末涂层材料喷涂到基体材料表面,喷涂时的气流速度在很大程度上决定了喷涂的质量,喷枪能够产生更高的气流速度,则耐磨粉末涂层就能够获得更高的运动速度,从而耐磨粉末涂层与基体材料就能够获得更高的结合力和更高的致密性,因此也就具有更好的耐磨性能和耐腐蚀性能。
硬密封球阀超音速喷涂的优点是可以喷涂超硬的涂层材料,涂层的硬度甚至可以达到HRC74以上,因此涂层具有很好的抗擦伤性能和耐磨性能。另外,超音速喷涂时,基体材料不需要进行高温加热,因此基体材料不会发生热变形。由于硬密封球阀超音速喷涂主要是通过耐磨粉末涂层与基体材料的高速撞击而产生的物理结合,结合强度比镍基合金的热喷涂要低一些,通常结合力在68~76MPa左右,因此,对于高压球阀(如CLASS1500~CLASS2500的球阀)的球体,采用超音速喷涂技术其涂层在使用中有脱落的可能。
对于硬密封球阀超音速火焰喷涂(HVOF),涂层的性能主要有以下几个方面的指标:孔隙率、氧化物含量、显微硬度、结合强度、金相结构、涂层应力状况、涂层加工性能、涂层的均匀性等
常用的硬密封球阀超音速喷涂材料有:碳化钨钴、碳化钨钴铬、镍基合金、碳化铬、陶瓷等。碳化钨钴及碳化钨钴铬的使用温度一般不超过540℃,要适用于更高的温度,通常可以采用碳化铬及陶瓷等喷涂材料。
考虑到硬密封球阀超音速喷涂的结合力以及喷涂的成本,喷涂层的厚度通常控制在0.3mm左右,为了确保涂层的均匀性,球体喷涂前的圆度以及喷涂的均匀性非常重要,一般需要通过研磨以保证球体喷涂前的圆度,采用电脑控制的机械手对喷枪进行控制能够确保涂层的均匀性,而采用人工控制喷枪的方法则很难保证涂层的均匀性。