CN106151140B - 一种环保耐磨阀芯及液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保耐磨阀芯及液压阀，其中，环保耐磨阀芯包括阀芯基体，所述阀芯基体上设置有耐磨防腐合金层，所述耐磨防腐合金层为镍磷铁铬合金层。本发明采用镍磷铁铬合金层，相对于现有技术中的合金层，耐磨、防腐性能高，且原材料成本低，环保无污染。本发明提供的液压阀包括上述的环保耐磨阀芯。

Description

一种环保耐磨阀芯及液压阀

技术领域

本发明涉及液压设备领域，尤其涉及一种环保耐磨阀芯及液压阀。

背景技术

绿色环保是液压阀的发展方向。阀芯作为其关键零部件，绿色化制造是必然趋势。目前，阀芯表面处理方法主要为高频淬火、氮碳共渗、电镀硬铬三种。其中，高频淬火虽然生产效率高，但是防锈效果差；氮碳共渗虽然防锈效果好，但是生产效率低，仅适用于大批量生产；电镀硬铬是目前应用最为广泛的一种表面处理方法，虽然防锈效果好，但是在生产中产生的六价铬离子是一种致癌物质，对操作人员身体健康造成危害，还会产生含有氰化物的废气、废水，严重地危害人们的身心健康和生态环境，并且仅适用于大批量生产。

现有技术中针对阀芯表面耐磨、耐腐蚀等性能方面需求，也有提出采用热喷涂等技术进行阀芯的表面强化处理。遗憾的是，这些方案虽然可以提高阀芯的性能，但是工艺复杂、成本高，局限于实验研究，不利于产业化推广。

随着国家绿色环保政策的逐步贯彻，对阀芯绿色化制造要求越来越高。同时，客户需求越来越多样化，需要阀芯适合小批量与大批量生产。综上所述，如何实现阀芯绿色环保化，同时提高其耐磨防腐性能，适用于大、小批量生产，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种环保耐磨阀芯及液压阀，其中，环保耐磨阀芯具有较好的耐磨性，环保、成本低。

为实现上述目的，本发明提供了一种环保耐磨阀芯，其包括阀芯基体，所述阀芯基体上设置有耐磨防腐合金层，所述耐磨防腐合金层为镍磷铁铬合金层。

在一优选或可选实施例中，所述阀芯基体采用45号钢制成。

在一优选或可选实施例中，采用45号钢制成的所述阀芯基体通过无心磨削工艺达到所需的尺寸和表面粗糙度。

在一优选或可选实施例中，所述镍磷铁铬合金层采用环保型合金镀液浸泡所述阀芯基体形成。

在一优选或可选实施例中，在采用环保型合金镀液浸泡所述阀芯基体形成所述镍磷铁铬合金层前，先采用弱酸或弱碱清洗剂清洗所述阀芯基体，清洗时间为2min～5min；环保型合金镀液浸泡所述阀芯基体的时间为20min～40min。

在一优选或可选实施例中，在所述镍磷铁铬合金层中，镍的含量比例范围为40％～70％，磷的含量比例范围为5％～20％，铁的含量比例范围为20％～40％，铬的含量比例范围为5％～10％。

为实现上述目的，本发明还提供了一种液压阀，其包括上述任一实施例中的环保耐磨阀芯。

在一优选或可选实施例中，液压阀还包括阀体、弹簧和端盖，所述环保耐磨阀芯安装于所述阀体内部的阀芯孔内，所述环保耐磨阀芯的一端连接所述弹簧，所述环保耐磨阀芯的另一端连接所述端盖。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明采用镍磷铁铬合金层，相对于现有技术中的合金层，耐磨、防腐性能高，且原材料成本低，环保无污染。

在一优选或可选实施例中，采用45号钢作为基材制作阀芯，与42CrMo阀芯材料相比，在强度相同的情况下，大大降低了自身成本。

在一优选或可选实施例中，阀芯经一种环保型合金镀液浸泡阀芯基体形成镍磷铁铬合金层，后续无需再加工，其表面光洁度高，摩擦系数小，可降低阀芯和配合件在运动中的摩擦损耗，同时解决了电镀铬所带来的环境污染问题，并且降低了加工成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的环保耐磨阀芯的其中一示意性实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的环保耐磨阀芯的其中一示意性实施例的B-B截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1、图2所示，为本发明提供的环保耐磨阀芯的其中一示意性实施例，在该示意性实施例中，环保耐磨阀芯包括阀芯基体1，阀芯基体1上设置有耐磨防腐合金层，耐磨防腐合金层为镍磷铁铬合金层2，其中，镍磷铁铬合金层2中镍的含量比例范围大约为40％～70％，磷的含量比例范围大约为5％～20％，铁的含量比例范围大约为20％～40％，铬的含量比例范围大约为5％～10％。

上述示意性实施例中，阀芯基体1可以根据实际需要做成相应的形状构造，阀芯基体1上通过设置镍磷铁铬合金层2进行表面强化，镍磷铁铬合金层2相对于现有技术中的碳化钨类涂层、Ni60涂层等，原料成本低，与阀芯基体1的结合度高。镍磷铁铬合金层2的结合度在500MPa以上，而碳化钨类涂层、Ni60涂层的结合度在70MPa左右。

且镍磷铁铬合金层2相对于镍磷合金层、镍磷铜合金层及镍磷硼合金层等，具有更高的耐磨、防腐性能，及更高的结合度。实验证明，镍磷铁铬合金层2相对于镍磷合金层、镍磷铜合金层及镍磷硼合金层等的耐磨度大约能够提高一倍，耐腐蚀度大约能够提高3倍；镍磷合金层、镍磷铜合金层及镍磷硼合金层等的结合度在200MPa～300MPa，而本发明采用的镍磷铁铬合金层2的结合度在500MPa以上。镍磷铁铬合金层2相对于电镀铬层，无污染、原料成本低。

综上所述，本发明采用镍磷铁铬合金层2作为阀芯基体1的表面强化层，成本低，耐磨、防腐蚀性高，环保无污染，易于产业化生产。

在本发明提供的环保耐磨阀芯的示意性实施例中，阀芯基体1采用45号钢制成。45号钢相对于25号钢等材料，更加适用于中压状态，且45号钢作为阀芯基体1，制造过程容易被加工，综合加工性能好。且本发明采用45号钢作为基材制备阀芯，与42CrMo相比，材料组成简单，成本低，42CrMo材料组成复杂，成本高，在强度相同的情况下，本发明通过45号钢作为阀芯基体1大大降低了自身成本，且45号钢更易于与镍磷铁铬合金层2结合。

在本发明提供的环保耐磨阀芯的示意性实施例中，镍磷铁铬合金层2可以采用绿色环保型合金镀液(环保型特种表面合金镀液)浸泡阀芯基体1形成。

在一优选或可选实施例中，在制备镍磷铁铬合金层2前，首先采用弱酸或弱碱清洗剂清洗阀芯基体1，该过程无环境污染，清洗时间大约为2min～5min，既能够保证清洗效果也能保证生产效率；绿色环保型合金镀液浸泡阀芯基体1的时间大约为20min～40min，该时间段，镍磷铁铬合金层2与阀芯基体1的结合强度更高，镍磷铁铬合金层2的表面硬度和耐磨性均能够更好的达到使用要求。

本发明采用绿色环保型合金镀液浸泡阀芯基体1形成镍磷铁铬合金层2，后续无需再加工，工艺链短，生产成本低，并且表面光洁度高，摩擦系数小，可降低阀芯和配合件在运动中的摩擦损耗，易于产业化生产。

本发明采用绿色环保型合金镀液浸泡阀芯基体1形成镍磷铁铬合金层2，与现有热喷涂工艺相比，本发明合金层的制备成本低，易于产业化生产，与电镀铬层工艺相比，本发明合金层的制备过程无环境污染问题，并且生产成本低。且本发明采用45号钢作为基体材料，更易于与镍磷铁铬合金层2结合，而现有技术中的42CrMo材料组成复杂，作为阀芯基体1不适于采用绿色环保型合金镀液浸泡形成合金层。

另外，本发明采用绿色环保型合金镀液浸泡阀芯基体1形成镍磷铁铬合金层2易于实现大、小批量生产。

本发明提供的环保耐磨阀芯，在阀芯基体1精密磨削后，进行镍磷铁铬合金层2的制备，原材料成本低；其阀芯基体1采用45号钢制造，经过无心磨削等工艺就能够达到阀芯所需尺寸和表面粗糙度，通过绿色环保型合金镀液浸泡阀芯基体1的外表面，形成绿色环保耐磨防腐的镍磷铁铬合金层2，制备过程无环境污染，后续无需再加工，设备投入少，工艺链短，生产成本低，并且表面光洁度高，摩擦系数小，而且加工精度易于控制，易于实现大、小批量生产。

而传统阀芯的合金层制备过程中，在表面处理后，需要多次磨削加工，由于表面处理层比较薄，加工难度大，精度难以控制。

除了上述阀芯，本发明还提供一种液压阀的示意性实施例，在该液压阀的示意性实施例中，液压阀包括上述任一实施例中的环保耐磨阀芯。

在本发明提供的液压阀的示意性实施例中，液压阀还包括阀体、弹簧和端盖，环保耐磨阀芯安装于阀体内部的阀芯孔内，环保耐磨阀芯的一端连接弹簧，环保耐磨阀芯的另一端连接端盖。

本发明提供的液压阀设有上述本发明提供的环保耐磨阀芯，相应的，液压阀也具有本发明提供的环保耐磨阀芯的技术效果。

综上所述，本发明提供的环保耐磨阀芯通过绿色环保型合金镀液浸泡阀芯基体1形成镍磷铁铬合金层2，能够提高其耐磨、防腐性能，其表面光洁度高，摩擦系数小，可降低阀芯和配合件在运动中的摩擦损耗。同时解决了电镀铬所带来的环境污染问题，并且降低了加工成本。同时，采用45号钢作为基材制作阀芯，与42CrMo阀芯材料相比，在强度相同的情况下，大大降低了自身成本。另外，本发明的阀芯易于实现大、小批量生产。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种环保耐磨阀芯，其特征在于：包括阀芯基体(1)，所述阀芯基体(1)上设置有耐磨防腐合金层，所述耐磨防腐合金层为镍磷铁铬合金层(2)；

所述镍磷铁铬合金层(2)采用环保型合金镀液浸泡所述阀芯基体(1)形成；

在所述镍磷铁铬合金层(2)中，镍的含量比例范围为40％～70％，磷的含量比例范围为5％～20％，铁的含量比例范围为20％～40％，铬的含量比例范围为5％～10％。

2.如权利要求1所述的环保耐磨阀芯，其特征在于：所述阀芯基体(1)采用45号钢制成。

3.如权利要求2所述的环保耐磨阀芯，其特征在于：采用45号钢制成的所述阀芯基体(1)通过无心磨削工艺达到所需的尺寸和表面粗糙度。

4.如权利要求1所述的环保耐磨阀芯，其特征在于：在采用环保型合金镀液浸泡所述阀芯基体(1)形成所述镍磷铁铬合金层(2)前，先采用清洗剂清洗所述阀芯基体(1)，清洗时间为2min～5min；环保型合金镀液浸泡所述阀芯基体(1)的时间为20min～40min。

5.一种液压阀，其特征在于：包括如权利要求1-4任一项所述的环保耐磨阀芯。

6.如权利要求5所述的液压阀，其特征在于：液压阀还包括阀体、弹簧和端盖，所述环保耐磨阀芯安装于所述阀体内部的阀芯孔内，所述环保耐磨阀芯的一端连接所述弹簧，所述环保耐磨阀芯的另一端连接所述端盖。