CN112648422A - 一种耐高温高压的液压部件及其制造方法 - Google Patents

一种耐高温高压的液压部件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温高压的液压部件及其制造方法，包括安装壳体，壳体一端开设有阀孔，安装壳体的另一端开设有与阀孔连通且同轴的螺纹孔，阀孔中穿设有与阀孔间隙配合的阀芯，阀芯和阀孔之间的配合间隙为0.001‑0.002mm，阀孔内表面和阀芯外表面的粗糙度分别为Ra0.4和Ra0.2；并经过备料、热处理、机加工、钳工、表面处理、磨工、试验步骤进行制备，可以使阀芯和阀孔之间密封配合在120‑130℃、压力为40‑45MP介质环境中具有良好的密封性，并且本发明的制备方法成品率高。

Description

一种耐高温高压的液压部件及其制造方法
技术领域
本发明属于液压控制部件技术领域，涉及一种耐高温高压的液压部件及其制造方法。
背景技术
阀是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的管路附件。阀的密封结构主要分为硬密封和软密封两种，硬密封主要是指采用金属结构进行密封，而软密封是采用金属和非金属材料进行密封，再者按照密封形式分有面式密封、锥式密封、球式密封等。
在系统中的介质温度不高的温度下，采用软密封结构较多，但是当介质温度较高时(＞500℃)，非金属材料的选择具有极大的困难，例如：耐高压的密封材料如石墨填料、合成有机物编织填料等无法耐受如此高的温度，而耐高温的材料如玻璃纤维、云母等又无法在高压力保证较小的泄漏率，当高温同时伴随高压(＞1MPa)的情况时，密封将更加困难。
而硬密封采用金属材料，可以耐受高温高压的环境，但是金属密封结构中很难耐受大于40MPa的压力，对于金属材料加工出来的阀芯和阀孔的表面粗糙度和阀芯和阀孔之间配合的间隙具有很高的要求；目前采用数控机床和珩磨机床加工出方法成品率低，泄露量大，很难达到密封效果。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种耐高温高压的液压部件及其制造方法，很好的解决了现有技术中密封结构不能耐受高温高压环境以及加工成品低的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种耐高温高压的液压部件，包括安装壳体，所述安装壳体一端开设有阀孔，安装壳体的另一端开设有与阀孔连通且同轴的螺纹孔，所述阀孔中穿设有与阀孔间隙配合的阀芯，所述阀芯和阀孔之间的配合间隙为0.001-0.002mm，所述阀孔内表面和阀芯外表面的粗糙度分别为Ra0.4和Ra0.2。
进一步的，所述阀芯与阀孔配合圆柱面的圆柱度为0.0015mm，所述阀孔的直径为5.00-5.03mm。
进一步的，所述安装壳体螺纹孔一端的外表面呈六棱柱面，安装壳体远离六棱柱面的一端的外表面设置有外螺纹，所述阀芯端部设置有限位凸台。
一种耐高温高压的液压部件的制造方法，包括上述耐高温高压的液压部件，包括以下加工步骤：
(1)备料：在原料钢棒上按照设定长度的长度将其截断，得到阀芯以及安装壳体的毛坯料；
(2)热处理：将阀芯和安装壳体的毛坯料均进行调质处理：
(3)机加工：采用数控机床将阀芯和安装壳体的毛坯料分别按照阀芯和安装壳体的外形进行加工，并将阀孔内表面和阀芯的外表面预留0.01-0.02mm的加工余量；
(4)钳工：去除步骤中加工完成的安装壳体的外表面、阀孔的端口、阀杆外表面上的飞边和毛刺；
(5)表面处理：将经过步骤处理的安装壳体和阀芯进行软氮化处理；
(6)磨工一：将经过步骤处理的安装壳体采用立式珩磨机珩磨阀孔，并达到5.00-5.03mm的尺寸要求；
(7)磨工二：制备10号和5号粒度的研磨膏，同时制备能够插设于阀孔中的研磨棒；并先后使用10号和5号粒度的研磨膏对步骤得到的阀孔进行研磨，最后计量阀孔的尺寸以及粗糙度；
(8)磨工三：采用外圆磨床配磨阀芯，保证阀芯和步骤得到的阀孔之间的间隙在0.001mm以内，使用步骤制备的5号研磨膏将阀孔和阀芯进行配研，计量阀芯和阀孔的尺寸和粗糙度，使得阀芯表面的圆柱度为0.0015mm，阀芯表面粗糙度为Ra0.2，阀孔内表面的粗糙度为Ra0.4，阀孔和阀芯之间的配合间隙为0.001-0.002mm
(9)试验：使用温度为120-130℃、压力为40-45MP的10号航空液压油对步骤得到的阀孔和阀芯进行密封试验。
进一步的，步骤中毛坯料调质后的硬度为HRC28-32。
进一步的，所述软氮化处理温度为560-570℃，氮化时间为2-3h。
进一步的，步骤中制备5号和10号研磨膏时，加入煤油搅匀，使其变得粘稠，可呈滴状，煤油和研磨膏配置体积比为1∶1，当研磨棒滑动较顺畅，且研磨棒上的研磨膏涂敷均匀时，即停止研磨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，阀芯和安装壳体的阀孔之间为面密封结构，并且为金属密封结构，可在高温高压环境中保持良好的密封性，并制备方法保证阀芯和安装壳体具有较高的成本率，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明安装壳体和阀芯配合示意图；
图中：阀孔(1)、阀芯(2)、限位凸台(3)、安装壳体(4)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1所示，本发明所述的一种耐高温高压的液压部件，包括安装壳体4，所述安装壳体4一端开设有阀孔1，安装壳体4的另一端开设有与阀孔1连通且同轴的螺纹孔，以供安装壳体4的安装，所述阀孔1中穿设有与阀孔1间隙配合的阀芯2，所述阀芯2和阀孔1之间的配合间隙为0.001-0.002mm，所述阀孔1内表面和阀芯2外表面的粗糙度分别为Ra0.4和Ra0.2，而安装壳体4和阀芯2均为金属件，可以在120-130℃、40-45MPa环境下实现良好的硬密封效果。
本实施例中，所述阀芯2与阀孔1配合圆柱面的圆柱度为0.0015mm，保证阀芯2运动的顺畅度，所述阀孔1的直径为5.00-5.03mm。
本实施例中，所述安装壳体4螺纹孔一端的外表面呈六棱柱面，便于安装安装壳体4，安装壳体4远离六棱柱面的一端的外表面设置有外螺纹，所述阀芯2端部设置有限位凸台3，限制阀芯2于阀孔1中的行程范围。
本发明还公开了一种耐高温高压的液压部件的制造方法，包括上述耐高温高压的液压部件，包括以下加工步骤：
(1)备料：在原料钢棒上按照设定长度的长度将其截断，得到阀芯2以及安装壳体4的毛坯料；
(2)热处理：将阀芯2和安装壳体4的毛坯料均进行调质处理：
(3)机加工：采用数控机床将阀芯2和安装壳体4的毛坯料分别按照阀芯2和安装壳体4的外形进行加工，并将阀孔1内表面和阀芯2的外表面预留0.01-0.02mm的加工余量；
(4)钳工：去除步骤3中加工完成的安装壳体4的外表面、阀孔1的端口、阀杆外表面上的飞边和毛刺；
(5)表面处理：将经过步骤4处理的安装壳体4和阀芯2进行软氮化处理；
(6)磨工一：将经过步骤5处理的安装壳体4采用立式珩磨机珩磨阀孔1，并达到5.00-5.03mm的尺寸要求；
(7)磨工二：制备10号和5号粒度的研磨膏，同时制备能够插设于阀孔1中的研磨棒；并先后使用10号和5号粒度的研磨膏对步骤6得到的阀孔1进行研磨，最后计量阀孔1的尺寸以及粗糙度；
(8)磨工三：采用外圆磨床配磨阀芯2，保证阀芯2和步骤7得到的阀孔1之间的间隙在0.001mm以内，使用步骤7制备的5号研磨膏将阀孔1和阀芯2进行配研，计量阀芯2和阀孔1的尺寸和粗糙度，使得阀芯2表面的圆柱度为0.0015mm，阀芯2表面粗糙度为Ra0.2，阀孔1内表面的粗糙度为Ra0.4，阀孔1和阀芯2之间的配合间隙为0.001-0.002mm
(9)试验：使用温度为120-130℃、压力为40-45MP的10号航空液压油对步骤8得到的阀孔1和阀芯2进行密封试验。
本实施例中，步骤2中毛坯料调质后的硬度为HRC28-32，便于数控车床进行加工，保证毛坯料表面加工质量，也保护了切刀。
本实施例中，所述软氮化处理温度为560-570℃，氮化时间为2-3h，使得阀芯2外表面和阀孔1的内表面具有0.2-0.3mm的渗碳层，增加其表面的耐磨性以及表面硬度，便于后续磨工中控制阀芯2和阀孔1的尺寸，提高阀芯2和阀孔1的使用寿命。
本实施例中，步骤7中制备5号和10号研磨膏时，加入煤油搅匀，使其变得粘稠，可呈滴状，煤油和研磨膏配置体积比为1∶1，当研磨棒滑动较顺畅，且研磨棒上的研磨膏涂敷均匀时，即停止研磨，防止研磨过渡；增加煤油可以提高研磨的顺畅度，便于研磨。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐高温高压的液压部件，其特征在于：包括安装壳体(4)，所述安装壳体(4)一端开设有阀孔(1)，安装壳体(4)的另一端开设有与阀孔(1)连通且同轴的螺纹孔，所述阀孔(1)中穿设有与阀孔(1)间隙配合的阀芯(2)，所述阀芯(2)和阀孔(1)之间的配合间隙为0.001-0.002mm，所述阀孔(1)内表面和阀芯(2)外表面的粗糙度分别为Ra0.4和Ra0.2。
2.根据权利要求1所述的耐高温高压的液压部件，其特征在于：所述阀芯(2)与阀孔(1)配合圆柱面的圆柱度为0.0015mm，所述阀孔(1)的直径为5.00-5.03mm。
3.根据权利要求1所述的耐高温高压的液压部件，其特征在于：所述安装壳体(4)螺纹孔一端的外表面呈六棱柱面，安装壳体(4)远离六棱柱面的一端的外表面设置有外螺纹，所述阀芯(2)端部设置有限位凸台(3)。
4.一种耐高温高压的液压部件的制造方法，包括权利要求2所述耐高温高压的液压部件，其特征在于：包括以下加工步骤：
(1)备料：在原料钢棒上按照设定长度的长度将其截断，得到阀芯(2)以及安装壳体(4)的毛坯料；
(2)热处理：将阀芯(2)和安装壳体(4)的毛坯料均进行调质处理：
(3)机加工：采用数控机床将阀芯(2)和安装壳体(4)的毛坯料分别按照阀芯(2)和安装壳体(4)的外形进行加工，并将阀孔(1)内表面和阀芯(2)的外表面预留0.01-0.02mm的加工余量；
(4)钳工：去除步骤(3)中加工完成的安装壳体(4)的外表面、阀孔(1)的端口、阀杆外表面上的飞边和毛刺；
(5)表面处理：将经过步骤(4)处理的安装壳体(4)和阀芯(2)进行软氮化处理；
(6)磨工一：将经过步骤(5)处理的安装壳体(4)采用立式珩磨机珩磨阀孔(1)，并达到5.00-5.03mm的尺寸要求；
(7)磨工二：制备10号和5号粒度的研磨膏，同时制备能够插设于阀孔(1)中的研磨棒；并先后使用10号和5号粒度的研磨膏对步骤(6)得到的阀孔(1)进行研磨，最后计量阀孔(1)的尺寸以及粗糙度；
(8)磨工三：采用外圆磨床配磨阀芯(2)，保证阀芯(2)和步骤(7)得到的阀孔(1)之间的间隙在0.001mm以内，使用步骤(7)制备的5号研磨膏将阀孔(1)和阀芯(2)进行配研，计量阀芯(2)和阀孔(1)的尺寸和粗糙度，使得阀芯(2)表面的圆柱度为0.0015mm，阀芯(2)表面粗糙度为Ra0.2，阀孔(1)内表面的粗糙度为Ra0.4，阀孔(1)和阀芯(2)之间的配合间隙为0.001-0.002mm
(9)试验：使用温度为120-130℃、压力为40-45MP的10号航空液压油对步骤(8)得到的阀孔(1)和阀芯(2)进行密封试验。
5.根据权利要求4所述的耐高温高压的液压部件的制造方法，其特征在于：步骤(2)中毛坯料调质后的硬度为HRC28-32。
6.根据权利要求4所述的耐高温高压的液压部件的制造方法，其特征在于：所述软氮化处理温度为560-570℃，氮化时间为2-3h。
7.根据权利要求4所述的耐高温高压的液压部件的制造方法，其特征在于：步骤(7)中制备5号和10号研磨膏时，加入煤油搅匀，使其变得粘稠，可呈滴状，煤油和研磨膏配置体积比为1∶1，当研磨棒滑动较顺畅，且研磨棒上的研磨膏涂敷均匀时，即停止研磨。
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