一種環保耐磨閥芯及液壓閥的製作方法
2023-05-07 20:07:02 3
本發明涉及液壓設備領域，尤其涉及一種環保耐磨閥芯及液壓閥。
背景技術：
綠色環保是液壓閥的發展方向。閥芯作為其關鍵零部件，綠色化製造是必然趨勢。目前，閥芯表面處理方法主要為高頻淬火、氮碳共滲、電鍍硬鉻三種。其中，高頻淬火雖然生產效率高，但是防鏽效果差；氮碳共滲雖然防鏽效果好，但是生產效率低，僅適用於大批量生產；電鍍硬鉻是目前應用最為廣泛的一種表面處理方法，雖然防鏽效果好，但是在生產中產生的六價鉻離子是一種致癌物質，對操作人員身體健康造成危害，還會產生含有氰化物的廢氣、廢水，嚴重地危害人們的身心健康和生態環境，並且僅適用於大批量生產。
現有技術中針對閥芯表面耐磨、耐腐蝕等性能方面需求，也有提出採用熱噴塗等技術進行閥芯的表面強化處理。遺憾的是，這些方案雖然可以提高閥芯的性能，但是工藝複雜、成本高，局限於實驗研究，不利於產業化推廣。
隨著國家綠色環保政策的逐步貫徹，對閥芯綠色化製造要求越來越高。同時，客戶需求越來越多樣化，需要閥芯適合小批量與大批量生產。綜上所述，如何實現閥芯綠色環保化，同時提高其耐磨防腐性能，適用於大、小批量生產，是本領域技術人員需要解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提出一種環保耐磨閥芯及液壓閥，其中，環保耐磨閥芯具有較好的耐磨性，環保、成本低。
為實現上述目的，本發明提供了一種環保耐磨閥芯，其包括閥芯 基體，所述閥芯基體上設置有耐磨防腐合金層，所述耐磨防腐合金層為鎳磷鐵鉻合金層。
在一優選或可選實施例中，所述閥芯基體採用45號鋼製成。
在一優選或可選實施例中，採用45號鋼製成的所述閥芯基體通過無心磨削工藝達到所需的尺寸和表面粗糙度。
在一優選或可選實施例中，所述鎳磷鐵鉻合金層採用環保型合金鍍液浸泡所述閥芯基體形成。
在一優選或可選實施例中，在採用環保型合金鍍液浸泡所述閥芯基體形成所述鎳磷鐵鉻合金層前，先採用弱酸或弱鹼清洗劑清洗所述閥芯基體，清洗時間為2min～5min；環保型合金鍍液浸泡所述閥芯基體的時間為20min～40min。
在一優選或可選實施例中，在所述鎳磷鐵鉻合金層中，鎳的含量比例範圍為40％～70％，磷的含量比例範圍為5％～20％，鐵的含量比例範圍為20％～40％，鉻的含量比例範圍為5％～10％。
為實現上述目的，本發明還提供了一種液壓閥，其包括上述任一實施例中的環保耐磨閥芯。
在一優選或可選實施例中，液壓閥還包括閥體、彈簧和端蓋，所述環保耐磨閥芯安裝於所述閥體內部的閥芯孔內，所述環保耐磨閥芯的一端連接所述彈簧，所述環保耐磨閥芯的另一端連接所述端蓋。
基於上述技術方案，本發明至少具有以下有益效果：
本發明採用鎳磷鐵鉻合金層，相對於現有技術中的合金層，耐磨、防腐性能高，且原材料成本低，環保無汙染。
在一優選或可選實施例中，採用45號鋼作為基材製作閥芯，與42CrMo閥芯材料相比，在強度相同的情況下，大大降低了自身成本。
在一優選或可選實施例中，閥芯經一種環保型合金鍍液浸泡閥芯基體形成鎳磷鐵鉻合金層，後續無需再加工，其表面光潔度高，摩擦係數小，可降低閥芯和配合件在運動中的摩擦損耗，同時解決了電鍍鉻所帶來的環境汙染問題，並且降低了加工成本。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明提供的環保耐磨閥芯的其中一示意性實施例的結構示意圖；
圖2為本發明提供的環保耐磨閥芯的其中一示意性實施例的B-B截面示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護範圍的限制。
如圖1、圖2所示，為本發明提供的環保耐磨閥芯的其中一示意性實施例，在該示意性實施例中，環保耐磨閥芯包括閥芯基體1，閥芯基體1上設置有耐磨防腐合金層，耐磨防腐合金層為鎳磷鐵鉻合金層2，其中，鎳磷鐵鉻合金層2中鎳的含量比例範圍大約為40％～70％，磷的含量比例範圍大約為5％～20％，鐵的含量比例範圍大約為20％～40％，鉻的含量比例範圍大約為5％～10％。
上述示意性實施例中，閥芯基體1可以根據實際需要做成相應的形狀構造，閥芯基體1上通過設置鎳磷鐵鉻合金層2進行表面強化，鎳 磷鐵鉻合金層2相對於現有技術中的碳化鎢類塗層、Ni60塗層等，原料成本低，與閥芯基體1的結合度高。鎳磷鐵鉻合金層2的結合度在500MPa以上，而碳化鎢類塗層、Ni60塗層的結合度在70MPa左右。
且鎳磷鐵鉻合金層2相對於鎳磷合金層、鎳磷銅合金層及鎳磷硼合金層等，具有更高的耐磨、防腐性能，及更高的結合度。實驗證明，鎳磷鐵鉻合金層2相對於鎳磷合金層、鎳磷銅合金層及鎳磷硼合金層等的耐磨度大約能夠提高一倍，耐腐蝕度大約能夠提高3倍；鎳磷合金層、鎳磷銅合金層及鎳磷硼合金層等的結合度在200MPa～300MPa，而本發明採用的鎳磷鐵鉻合金層2的結合度在500MPa以上。鎳磷鐵鉻合金層2相對於電鍍鉻層，無汙染、原料成本低。
綜上所述，本發明採用鎳磷鐵鉻合金層2作為閥芯基體1的表面強化層，成本低，耐磨、防腐蝕性高，環保無汙染，易於產業化生產。
在本發明提供的環保耐磨閥芯的示意性實施例中，閥芯基體1採用45號鋼製成。45號鋼相對於25號鋼等材料，更加適用於中壓狀態，且45號鋼作為閥芯基體1，製造過程容易被加工，綜合加工性能好。且本發明採用45號鋼作為基材製備閥芯，與42CrMo相比，材料組成簡單，成本低，42CrMo材料組成複雜，成本高，在強度相同的情況下，本發明通過45號鋼作為閥芯基體1大大降低了自身成本，且45號鋼更易於與鎳磷鐵鉻合金層2結合。
在本發明提供的環保耐磨閥芯的示意性實施例中，鎳磷鐵鉻合金層2可以採用綠色環保型合金鍍液(環保型特種表面合金鍍液)浸泡閥芯基體1形成。
在一優選或可選實施例中，在製備鎳磷鐵鉻合金層2前，首先採用弱酸或弱鹼清洗劑清洗閥芯基體1，該過程無環境汙染，清洗時間大約為2min～5min，既能夠保證清洗效果也能保證生產效率；綠色環保型合金鍍液浸泡閥芯基體1的時間大約為20min～40min，該時間段，鎳磷鐵鉻合金層2與閥芯基體1的結合強度更高，鎳磷鐵鉻合金層2的表面硬度和耐磨性均能夠更好的達到使用要求。
本發明採用綠色環保型合金鍍液浸泡閥芯基體1形成鎳磷鐵鉻合金 層2，後續無需再加工，工藝鏈短，生產成本低，並且表面光潔度高，摩擦係數小，可降低閥芯和配合件在運動中的摩擦損耗，易於產業化生產。
本發明採用綠色環保型合金鍍液浸泡閥芯基體1形成鎳磷鐵鉻合金層2，與現有熱噴塗工藝相比，本發明合金層的製備成本低，易於產業化生產，與電鍍鉻層工藝相比，本發明合金層的製備過程無環境汙染問題，並且生產成本低。且本發明採用45號鋼作為基體材料，更易於與鎳磷鐵鉻合金層2結合，而現有技術中的42CrMo材料組成複雜，作為閥芯基體1不適於採用綠色環保型合金鍍液浸泡形成合金層。
另外，本發明採用綠色環保型合金鍍液浸泡閥芯基體1形成鎳磷鐵鉻合金層2易於實現大、小批量生產。
本發明提供的環保耐磨閥芯，在閥芯基體1精密磨削後，進行鎳磷鐵鉻合金層2的製備，原材料成本低；其閥芯基體1採用45號鋼製造，經過無心磨削等工藝就能夠達到閥芯所需尺寸和表面粗糙度，通過綠色環保型合金鍍液浸泡閥芯基體1的外表面，形成綠色環保耐磨防腐的鎳磷鐵鉻合金層2，製備過程無環境汙染，後續無需再加工，設備投入少，工藝鏈短，生產成本低，並且表面光潔度高，摩擦係數小，而且加工精度易於控制，易於實現大、小批量生產。
而傳統閥芯的合金層製備過程中，在表面處理後，需要多次磨削加工，由於表面處理層比較薄，加工難度大，精度難以控制。
除了上述閥芯，本發明還提供一種液壓閥的示意性實施例，在該液壓閥的示意性實施例中，液壓閥包括上述任一實施例中的環保耐磨閥芯。
在本發明提供的液壓閥的示意性實施例中，液壓閥還包括閥體、彈簧和端蓋，環保耐磨閥芯安裝於閥體內部的閥芯孔內，環保耐磨閥芯的一端連接彈簧，環保耐磨閥芯的另一端連接端蓋。
本發明提供的液壓閥設有上述本發明提供的環保耐磨閥芯，相應的，液壓閥也具有本發明提供的環保耐磨閥芯的技術效果。
綜上所述，本發明提供的環保耐磨閥芯通過綠色環保型合金鍍液浸泡閥芯基體1形成鎳磷鐵鉻合金層2，能夠提高其耐磨、防腐性能，其表 面光潔度高，摩擦係數小，可降低閥芯和配合件在運動中的摩擦損耗。同時解決了電鍍鉻所帶來的環境汙染問題，並且降低了加工成本。同時，採用45號鋼作為基材製作閥芯，與42CrMo閥芯材料相比，在強度相同的情況下，大大降低了自身成本。另外，本發明的閥芯易於實現大、小批量生產。
最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。