液壓控制閥的材料及工藝要求

1、液壓控制閥的材料及工藝要求液壓閥中閥芯、閥套等精密零件一般選用45鋼、40Cr、Cr12MoV、12CrNi3A、18CrNiWA及GCr15等高級工具鋼、高合金結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼及軸承鋼 等材料。要求材料具有良好的耐磨性、線脹系數(shù)和變形量小等優(yōu)點(diǎn)。為了提高閥芯 的耐磨性，必須使材料表面達(dá)到一定的硬度（一般要求硬度大于58HRC），因 而，針對不同的材料可選用淬火、滲碳、滲氮等不同的熱處理手段。水壓閥中閥芯的材料除了要求能達(dá)到較高的硬度外，還應(yīng)有良好的耐淡水或海 水腐蝕性能。雖然奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能較好，但難以通過熱處理提高材料的 表面硬度。一般可選用2Cr13、1Cr17Ni2等馬氏體不銹鋼

2、、0Cr17NiCu4Nb等沉淀 硬化不銹鋼或工程陶瓷作為水液壓閥閥芯的材料，其中馬氏體不銹鋼只能用于淡 水。0Cr17NiCu4Nb是一種高強(qiáng)度不銹鋼，其抗腐蝕性能接近1Cr18Ni9Ti奧氏體 不銹鋼。該不銹鋼加工時(shí)一般先進(jìn)行固溶處理，在精密加工前進(jìn)行沉淀強(qiáng)化處理 （當(dāng)時(shí)效溫度在420 C，保溫10h以上時(shí)，可獲得最高硬度）。水壓閥中閥套的材料首先應(yīng)具有良好的耐腐蝕、磨損性能。此外，閥套與閥 芯材料的合理搭配也十分重要，應(yīng)防止閥套與閥芯材料發(fā)生粘著磨損、腐蝕磨損 等，以提高水壓閥的壽命和工作可靠性。閥套一般可選用耐腐蝕性好的QA19-4青 銅或高分子材料，其中高分子材料應(yīng)具有強(qiáng)度高、耐磨性

3、好、線脹系數(shù)小、吸水率 低、加工性能好等特點(diǎn)。油壓閥中閥體的材料多為灰鑄鐵或孕育鑄鐵（HT20-40、HT30-54）。水壓閥 閥體的材料可選用2A50、2A14等鍛鋁，加工后對鋁件表面進(jìn)行陽極氧化處理。也 可采用1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼材料。閥類元件要求閥芯在閥體孔內(nèi)移動靈活，工作可靠，泄露小且壽命長。通常各 種滑閥的配合間隙一般為0.0050.035mm，配合間隙公差為0.0050.015mm。其圓 度和圓柱度的公差一般為0.0020.008mm。對于臺階式閥芯和閥孔，各圓柱面的同 軸度公差為0.0050.01mm。對于平板閥，其閥芯與閥座的平面度誤差應(yīng)不大于 0.0003mm。

4、閥芯與閥孔的配合表面一般要求表面粗糙度Ra值為0.10.2 u m。考慮到孔的 加工比外圓困難，一般規(guī)定閥芯外圓的表面粗糙度Ra值為0.1 Um，閥孔內(nèi)圓表面 的Ra值為0.2 u m?？梢?，對閥芯和閥孔的形狀精度、位置精度及其表面粗糙度都有較嚴(yán)格的要 求，必須采用合適的加工工藝才能滿足規(guī)定要求。一、閥芯的加工下面以圓柱滑閥閥芯為例介紹閥芯的加工工藝。閥芯一般采用棒料作為毛坯，經(jīng)正火后加工，其工藝過程為：切端面鉆中心 孔，粗車和精車外圓、端面和沉割槽內(nèi)孔等，鉆削、銑削，熱處理，修磨中心孔， 磨削外圓，外圓光整加工。1粗加工閥芯外圓和長度應(yīng)留有足夠的加工余量。粗加工后零件應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使其 硬

5、度在2530HRC之間。2半精加工用彈簧夾頭或軟三爪夾緊工件外圓，平端面，鉆中心孔，車外圓并且留有恰當(dāng) 余量。各凸肩的節(jié)流工作邊要嚴(yán)格保持尖銳，不得倒鈍。閥芯兩端的中心孔是加工過 程中的定位基準(zhǔn)，加工過程中一定要使中心孔具有良好的孔行、高精度和較小的表 面粗糙度值。熱處理半精加工后閥芯應(yīng)采用真空淬火等熱處理方法，使其硬度為60-66HRC。然后 進(jìn)行穩(wěn)定化處理，即-70-80C冷處理2h和160C低溫時(shí)效處理4h。精加工1）粗磨外圓及凸肩。磨削前先修好閥芯中心孔，再粗磨閥芯外圓和凸肩各端 面。閥芯外圓和凸肩應(yīng)與閥套孔相應(yīng)的尺寸配作。粗磨后應(yīng)留有0.03mm的精磨余 量。2）穩(wěn)定化處理。先進(jìn)行-

6、70-80C冷處理2h后，再進(jìn)行160C低溫時(shí)效處理 20h，以消除加工造成的材料內(nèi)應(yīng)力。3）精磨外圓。先精研中心孔，然后在高精度磨床上加工。精磨后工件的精度可 達(dá) Ra0.631.25 umo4）光整加工。在液壓元件的生產(chǎn)過程中，研磨是常用的光整加工方法之一。除 研磨外，外圓表面還有超精加工、雙輪珩磨等光整加工方法。它們的共同特點(diǎn)是采 用細(xì)粒度磨料和較小的切削量，使切削力和產(chǎn)生的熱量都很小，并使磨料運(yùn)動產(chǎn)生 復(fù)雜的網(wǎng)紋，從而獲得很高的表面質(zhì)量。此外，還有滾壓、拋光等方法。在磨削加工中，能使工件表面粗糙度Ra值在0.16 um以下的磨削工藝統(tǒng)稱為 高光潔度（表面粗糙度值小）磨削。它包括精磨磨削

7、、超精磨磨削和鏡面磨削。一 般，表面粗糙度Ra值在0.080.16 um之間的稱為精磨磨削，Ra值在0.020.04 u m之間的稱為超精磨削，Ra值達(dá)到了 0.01 Um的稱為鏡面磨削。與研磨等加工方 法相比，高光潔度磨削具有生產(chǎn)率高，適用范圍廣，且能提高幾何形狀精度和位置 精度等優(yōu)點(diǎn)。二、閥體的加工閥體的材料毛坯一般采用鍛件或鑄件。鍛件首先應(yīng)進(jìn)行固溶處理，其目的是消除 加工應(yīng)力，使材料結(jié)晶組織中的碳化物溶解呈奧氏體組織。固溶處理后材料硬度 低，適合一般的機(jī)械加工。閥體的加工主要是閥體孔的加工，其工藝方案需要根據(jù) 精度要求、毛坯狀況、工件材質(zhì)、設(shè)備條件等因素制訂。通常閥體孔有以下工藝方 案：

8、1）鉆一擴(kuò)一鏜一鉸一推一研；2）鉆一擴(kuò)一鏜一鉸一研；3 ）鉆一鏜一鏜一鉸一研（珩）；4）擴(kuò)一鏜一鏜一鉸一研（珩）；5）鉆一剛性鏜鉸一研（珩）；6）鉆一剛性鏜鉸一金剛石鉸；7）擴(kuò)一剛性鏜鉸一金剛石鉸；8）鉆一擴(kuò)一鉸一珩一金剛石鉸；9）鉆一擴(kuò)一鏜一鉸一剛性鏜鉸一金剛石鉸；10）擴(kuò)一鏜一鏜一鉸一金剛石鉸。下面以兩種工藝方案為例進(jìn)行說明。擴(kuò)一鏜一鏜一鉸一研（珩）這種工藝方案適用范圍較廣，適合于閥孔尺寸較大的閥體加工。擴(kuò)一鏜一鏜一 鉸工序可在加工中心上一次完成。使用雙刃擴(kuò)孔鉆可起到找直閥孔的作用，粗、精 鏜的加工量越來越少，起進(jìn)一步減小表面粗糙度值和提高直線度的作用。鉸孔主要 起確定尺寸的作用。通過上述工序加工，孔的尺寸精度可達(dá)到0.0030.005mm，表 面粗糙度值達(dá)Ra0.40.8 u m，最后通過研磨或珩磨達(dá)到閥孔的技術(shù)要求。擴(kuò)一剛性鏜鉸一金剛石鉸閥孔徑擴(kuò)張后采用剛性鏜鉸工藝進(jìn)行半精加工，然后用金剛石鉸刀鉸削。其特 點(diǎn)是適用于長徑比較大的孔，其穩(wěn)定性好，并且剛性鏜鉸刀前后帶導(dǎo)向，保證了工 件的直線度要求，再加上內(nèi)冷卻排屑，大大改善了加工條件，保證了表面粗糙