一种铝合金滑阀制造技术

本发明专利技术涉及一种铝合金滑阀，包括阀体和阀芯，阀体和阀芯均由铝合金材料制成，铝合金由以下成分(以质量百分比计)组成：Mg：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％，Fe：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％，硼酸铝晶须：10-30％，余量为Al以及不可避免的杂质元素。本发明专利技术滑阀的阀体和阀芯采用铝合金材料制备而成，具有质量轻、强度高、耐腐蚀等效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种滑阀，尤其涉及一种铝合金滑阀。
技术介绍
滑阀是利用阀芯(柱塞、阀瓣)在阀体的密封面上滑动，改变流体进出口通道位置以控制流体流向的分流阀，常用于蒸汽机、液压和气压等装置，使运动机构获得预定方向和行程的动作或者实现自动连续运转。现有技术中，由于滑阀中的阀芯(柱塞、阀瓣)在阀体的密封面上滑动，会由于摩擦力较大而易磨损，影响滑阀的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术目的是为了提供一种机械性能较好、耐磨损、使用寿命久的铝合金滑阀。本专利技术的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种铝合金滑阀，包括阀体和阀芯，阀体和阀芯均由铝合金材料制成，铝合金由以下成分(以质量百分比计)组成：Mg：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％，Fe：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％，硼酸铝晶须：10-30％，余量为Al以及不可避免的杂质元素。本专利技术铝合金的主要合金元素是Mg与Si，形成Mg2Si相，使铝合金具有较佳的加工性能、良好的抗腐蚀性、韧性高、加工后不变形、材料致密无缺陷、易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。因此，本专利技术滑阀的阀体和阀芯采用该铝合金材料制备而成，具有质量轻、强度高、耐腐蚀等效果。而本专利技术的铝合金中，含有的Mn与Cr可以中和Fe的有害影响；Cu和Zn可以提高强度，而又不使耐腐蚀性有明显降低；Ti能细化晶粒与控制再结晶组织。本专利技术还在铝合金中添加了Zr和Nb，Zr和Nb分别可以和Al元素形成Al3Zr和Al3Nb两种金属间化合物，而这两种金属间化合物和Al之间的原子间距错配和面间距错配值都很小，且这两种金属间化合物与Al之间存在良好的晶粒取向关系，所以，可以作为铝合金晶粒异质形核的细化剂，细化铝合金的晶粒，而铝合金晶粒细化后，可以增强其耐腐蚀性等性能。而且，Zr元素的微合金化作用还可以使铝合金的显微硬度值达150HV左右，提高约13％左右。本专利技术还在铝合金中添加了Bi，现有技术中，一般仅认为添加Bi可以改善铝合金的切削性能。但是，其实Bi是一种良好的自润滑元素，当铝合金中含有适当的Bi后，可以使铝合金具有低的摩擦系数和高的抗咬合负载。而且，Bi在铝合金基体中弥散分布还可以形成较强韧的油膜，从而提高铝合金的耐磨性。另外，Bi在凝固过程中的膨胀还可以补充铝合金的收缩，使铝合金获得良好的尺寸稳定性。因此，本专利技术将Bi的添加量控制在上述的范围内，从而可以获得耐磨性和尺寸稳定性更好的铝合金。本专利技术还在铝合金中添加了稀土元素，主要起到减小原子间的电荷转移量，降低Zn、Al电极电位差，从而达到抑制晶间腐蚀的目的。因此，本专利技术进一步优选稀土元素由La和Y按质量比为(1.3-1.8)：1组成。另外，稀土元素的加入还可以起到微合金化的作用，还能与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，有一定的除氢、精炼、净化作用。同时，还可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，使晶粒细化，有变质的作用。从而提高铝合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。本专利技术还在铝合金中添加了硼酸铝晶须，硼酸铝晶须的机械性能优越、稳定、可适用性大，作为本专利技术铝合金的主要补强材料添加到铝合金基体中。在上述的一种铝合金滑阀中，铝合金由以下成分(以质量百分比计)组成：Mg：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％，Fe：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％，硼酸铝晶须：15-25％，余量为Al以及不可避免的杂质元素。在上述的一种铝合金滑阀中，铝合金滑阀通过以下方法制备得到：S1、按照上述组成成分及其质量百分比配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置后进行除渣；S2、将上述除渣后的铝液倒入压室内，在压射速度下充填进模具的型腔进行浇注，使铝液在压射压力下凝固成型得阀体铸件和阀芯铸件；S3、将上述阀体铸件和阀芯铸件进行热处理、滚压和硬质阳极氧化处理，得到阀体和阀芯；S4、将上述得到的阀体和阀芯组装成滑阀成品。在上述的一种铝合金滑阀中，步骤S1熔炼过程中施加超声振动，超声波功率为500-800W，频率为20-30kHz。本专利技术在铝合金原料熔炼过程中施加了超声波处理，可以明显细化合金晶粒，与不施加超声波处理相比，晶粒尺寸减小了50％左右，从而改善其微观组织，并且，施加超声波处理还能使铝合金晶界更清晰，晶粒圆整度更好。从而有效改善铝合金的机械性能。在上述的一种铝合金滑阀中，步骤S2中的压射速度为80-90L/min，压射压力为60-80MPa。在上述的一种铝合金滑阀中，步骤S3中的热处理包括固溶处理和双级时效处理，固溶处理为梯度固溶处理，梯度固溶处理为420-450℃时保温5-10min，升温至450-490℃时保温5-10min，升温至490-530℃时保温5-10min，升温至530-550℃时保温10-15min。高温短时的梯度固溶处理可以获得比相同时间高温单级固溶更加细小的晶粒组织和相当的溶质原子过饱和度，使时效过程能够获得足够高的析出强化效应。而且，本专利技术的固溶处理对硬质阳极氧化处理得到的氧化膜层的质量影响较大，如果固溶处理不当，会导致在后的硬质阳极氧化过程中的氧化膜的成长速度不一致，使生长快的氧化膜和生长慢的氧化膜之间存在一定的内应力，而这种内应力在一定条件下会转化为微裂纹，使得氧化膜层质量下降，硬度降低。在上述的一种铝合金滑阀中，双级时效处理包括在160-200℃的温度下处理8-10h，和在200-230℃的温度下处理1-3h。本发明将阀体铸件和阀芯铸件在固溶处理后进行双级时效处理，不仅可以细化组织晶粒，还可以改善阀体铸件和阀芯铸件的抗晶间腐蚀性能，使阀体铸件和阀芯铸件的腐蚀形貌由典型的晶间腐蚀转变为轻微点蚀，提高了阀体铸件和阀芯铸件的耐腐蚀性能。在上述的一种铝合金滑阀中，步骤S3中的滚压的滚压力为50-80N，滚压次数为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金滑阀，包括阀体和阀芯，其特征在于，所述阀体和阀芯均由铝合金材料制成，所述铝合金由以下成分(以质量百分比计)组成：Mg：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％，Fe：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％，硼酸铝晶须：10‑30％，余量为Al以及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金滑阀，包括阀体和阀芯，其特征在于，所述阀
体和阀芯均由铝合金材料制成，所述铝合金由以下成分(以质量
百分比计)组成：Mg：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％，
Fe：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％，硼酸铝晶须：10-30％，余量为Al以及不可
避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金滑阀，其特征在于，所
述铝合金由以下成分(以质量百分比计)组成：Mg：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％，Fe：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％，硼酸铝晶须：15-25％，
余量为Al以及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金滑阀，其特征在于，所述
铝合金滑阀通过以下方法制备得到：
S1、按照权利要求1所述铝合金的组成成分及其质量百分比
配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置后进行除
渣；
S2、将上述除渣后的铝液倒入压室内，在压射速度下充填进
模具的型腔进行浇注，使铝液在压射压力下凝固成...

【专利技术属性】
技术研发人员：施红飞，
申请(专利权)人：宁波市鸿博机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33