一種鋁合金滑閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種滑閥，尤其涉及一種鋁合金滑閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 滑閥是利用閥芯（柱塞、閥瓣)在閥體的密封面上滑動(dòng)，改變流體進(jìn)出口通道位置 以控制流體流向的分流閥，常用于蒸汽機(jī)、液壓和氣壓等裝置，使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)獲得預(yù)定方向和 行程的動(dòng)作或者實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，由于滑閥中的閥芯(柱塞、閥瓣)在閥體的密封面上滑動(dòng)，會(huì)由于摩擦 力較大而易磨損，影響滑閥的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是為了提供一種機(jī)械性能較好、耐磨損、使用壽命久的鋁合金滑閥。
[0005] 本發(fā)明的上述目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種鋁合金滑閥，包括閥體和閥 芯，閥體和閥芯均由鋁合金材料制成，鋁合金由以下成分（以質(zhì)量百分比計(jì)）組成 :|^:1.0_ 1.5%,Si:0.6-1.0% ,Cu：0.3-0.5% ,Zn：0.1-0.3% ,Mn：0.1-0.3% ,Cr：0.05-0.2% ,Ti： 0.05-0.1%，F(xiàn)e:0.3-0.6%，Zr:0.15-0.5%，Nb:0.05-0.3%，Bi:0.5-0.8%，稀土元素： 0.3-1%，硼酸鋁晶須：10-30%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0006] 本發(fā)明鋁合金的主要合金元素是Mg與Si，形成Mg2Si相，使鋁合金具有較佳的加工 性能、良好的抗腐蝕性、韌性高、加工后不變形、材料致密無缺陷、易于拋光、上色膜容易、氧 化效果極佳等優(yōu)良特點(diǎn)。因此，本發(fā)明滑閥的閥體和閥芯采用該鋁合金材料制備而成，具有 質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等效果。
[0007] 而本發(fā)明的鋁合金中，含有的Μη與Cr可以中和Fe的有害影響；Cu和Zn可以提高強(qiáng) 度，而又不使耐腐蝕性有明顯降低;Ti能細(xì)化晶粒與控制再結(jié)晶組織。
[0008] 本發(fā)明還在鋁合金中添加了Zr和Nb，Zr和Nb分別可以和A1元素形成Al3Zr和Al3Nb 兩種金屬間化合物，而這兩種金屬間化合物和A1之間的原子間距錯(cuò)配和面間距錯(cuò)配值都很 小，且這兩種金屬間化合物與A1之間存在良好的晶粒取向關(guān)系，所以，可以作為鋁合金晶粒 異質(zhì)形核的細(xì)化劑，細(xì)化鋁合金的晶粒，而鋁合金晶粒細(xì)化后，可以增強(qiáng)其耐腐蝕性等性 能。而且，Zr元素的微合金化作用還可以使鋁合金的顯微硬度值達(dá)150HV左右，提高約13% 左右。
[0009] 本發(fā)明還在鋁合金中添加了Bi，現(xiàn)有技術(shù)中，一般僅認(rèn)為添加Bi可以改善鋁合金 的切削性能。但是，其實(shí)Bi是一種良好的自潤(rùn)滑元素，當(dāng)鋁合金中含有適當(dāng)?shù)腂i后，可以使 鋁合金具有低的摩擦系數(shù)和高的抗咬合負(fù)載。而且，Bi在鋁合金基體中彌散分布還可以形 成較強(qiáng)韌的油膜，從而提高鋁合金的耐磨性。另外，Bi在凝固過程中的膨脹還可以補(bǔ)充鋁合 金的收縮，使鋁合金獲得良好的尺寸穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明將Bi的添加量控制在上述的范圍 內(nèi)，從而可以獲得耐磨性和尺寸穩(wěn)定性更好的鋁合金。
[0010] 本發(fā)明還在鋁合金中添加了稀土元素，主要起到減小原子間的電荷轉(zhuǎn)移量，降低 Zn、A1電極電位差，從而達(dá)到抑制晶間腐蝕的目的。因此，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選稀土元素由La和Y按質(zhì)量比為（1.3-1.8):1組成。
[0011] 另外，稀土元素的加入還可以起到微合金化的作用，還能與氫等氣體和許多非金 屬有較強(qiáng)的親和力，能生成熔點(diǎn)高的化合物，有一定的除氫、精煉、凈化作用。同時(shí)，還可以 在長(zhǎng)大的晶粒界面上選擇性地吸附，阻礙晶粒的生長(zhǎng)，使晶粒細(xì)化，有變質(zhì)的作用。從而提 高鋁合金的強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性等性能。
[0012] 本發(fā)明還在鋁合金中添加了硼酸鋁晶須，硼酸鋁晶須的機(jī)械性能優(yōu)越、穩(wěn)定、可適 用性大，作為本發(fā)明鋁合金的主要補(bǔ)強(qiáng)材料添加到鋁合金基體中。
[0013] 在上述的一種鋁合金滑閥中，鋁合金由以下成分（以質(zhì)量百分比計(jì))組成:1%:1.2_ 1.3% ,Si:0.8-0.9%,Cu:0.4-0.5 %,Zn:0.2-0.3 %,Mn:0.1-0.2%,Cr:0.1-0.15 % ,Ti： 0.06-0.08%，F(xiàn)e:0.4-0.5%，Zr:0.3-0.4%，Nb:0.1-0.2%，Bi:0.6-0.8%，稀土元素：0.5-0.8%，硼酸鋁晶須：15-25%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0014] 在上述的一種鋁合金滑閥中，鋁合金滑閥通過以下方法制備得到：
[0015] S1、按照上述組成成分及其質(zhì)量百分比配料、熔煉，熔煉成鋁液后進(jìn)行扒渣、除氣 精煉，靜置后進(jìn)行除渣；
[0016] S2、將上述除渣后的鋁液倒入壓室內(nèi)，在壓射速度下充填進(jìn)模具的型腔進(jìn)行澆注， 使鋁液在壓射壓力下凝固成型得閥體鑄件和閥芯鑄件；
[0017] S3、將上述閥體鑄件和閥芯鑄件進(jìn)行熱處理、滾壓和硬質(zhì)陽極氧化處理，得到閥體 和閥芯；
[0018] S4、將上述得到的閥體和閥芯組裝成滑閥成品。
[0019] 在上述的一種鋁合金滑閥中，步驟S1熔煉過程中施加超聲振動(dòng)，超聲波功率為 500-800W，頻率為20-30kHz。本發(fā)明在鋁合金原料熔煉過程中施加了超聲波處理，可以明顯 細(xì)化合金晶粒，與不施加超聲波處理相比，晶粒尺寸減小了50 %左右，從而改善其微觀組 織，并且，施加超聲波處理還能使鋁合金晶界更清晰，晶粒圓整度更好。從而有效改善鋁合 金的機(jī)械性能。
[0020] 在上述的一種鋁合金滑閥中，步驟S2中的壓射速度為80-90L/min，壓射壓力為60-80MPa〇
[0021] 在上述的一種鋁合金滑閥中，步驟S3中的熱處理包括固溶處理和雙級(jí)時(shí)效處理， 固溶處理為梯度固溶處理，梯度固溶處理為420-450°C時(shí)保溫5-10min，升溫至450-490°C時(shí) 保溫5-10min，升溫至490-530°C時(shí)保溫5-10min，升溫至530-550°C時(shí)保溫10_15min。高溫短 時(shí)的梯度固溶處理可以獲得比相同時(shí)間高溫單級(jí)固溶更加細(xì)小的晶粒組織和相當(dāng)?shù)娜苜|(zhì) 原子過飽和度，使時(shí)效過程能夠獲得足夠高的析出強(qiáng)化效應(yīng)。而且，本發(fā)明的固溶處理對(duì)硬 質(zhì)陽極氧化處理得到的氧化膜層的質(zhì)量影響較大，如果固溶處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致在后的硬質(zhì) 陽極氧化過程中的氧化膜的成長(zhǎng)速度不一致，使生長(zhǎng)快的氧化膜和生長(zhǎng)慢的氧化膜之間存 在一定的內(nèi)應(yīng)力，而這種內(nèi)應(yīng)力在一定條件下會(huì)轉(zhuǎn)化為微裂紋，使得氧化膜層質(zhì)量下降，硬 度降低。
[0022] 在上述的一種鋁合金滑閥中，雙級(jí)時(shí)效處理包括在160_200°C的溫度下處理8-10h，和在200-230°C的溫度下處理l_3h。本發(fā)明將閥體鑄件和閥芯鑄件在固溶處理后進(jìn)行 雙級(jí)時(shí)效處理，不僅可以細(xì)化組織晶粒，還可以改善閥體鑄件和閥芯鑄件的抗晶間腐蝕性 能，使閥體鑄件和閥芯鑄件的腐蝕形貌由典型的晶間腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)檩p微點(diǎn)蝕，提高了閥體鑄 件和閥芯鑄件的耐腐蝕性能。
[0023]在上述的一種鋁合金滑閥中，步驟S3中的滾壓的滾壓力為50-80N，滾壓次數(shù)為1-5 次。在潤(rùn)滑條件下，滾壓處理后閥體鑄件和閥芯鑄件平均磨損體積比未滾壓的閥體鑄件和 閥芯鑄件的平均磨損體積減少20%左右。而經(jīng)本發(fā)明滾壓處理后，閥體鑄件和閥芯鑄件可 以得到最小的磨損體積，相比未經(jīng)滾壓處理的閥體鑄件和閥芯鑄件平均磨損體積減小50% 左右。
[0024]在上述的一種鋁合金滑閥中，步驟S3中硬質(zhì)陽極氧化處理后得到的氧化膜層的厚 度為30-50μπι。硬質(zhì)陽極氧化處理后得到的氧化膜層對(duì)閥體鑄件和閥芯鑄件起到了保護(hù)作 用，可以提高閥體鑄件和閥芯鑄件的耐蝕性、耐磨性、耐候性、絕緣性和外觀等性能。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1.本發(fā)明滑閥的閥體和閥芯采用鋁合金材料制備而成，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐 蝕等效果。
[0027] 2.本發(fā)明合理配伍了鋁合金的組