一种液压阀杆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种液压阀杆及其制备方法，包括基体，基体的表面依次设置有第一涂层和第二涂层；第一涂层的材质为铬，第二涂层的材质为氮化铬；所述第一涂层的硬度为500‑600HV，厚度为0.2‑0.4μm；所述第二涂层的硬度为1500‑2000HV，厚度为1‑3μm；所述第一涂层位于基体与第二涂层之间，为过渡层；能够缓解材料力学性能差异，提升氮化铬与阀杆的结合力，进而提升了液压阀杆的使用寿命。第一涂层和第二涂层采用真空镀膜进行强化，具备高耐磨高耐蚀减摩的液压阀杆，解决现有技术制备液压阀杆易磨损、腐蚀的问题。

A Hydraulic Valve Stem and Its Preparation Method

The invention discloses a hydraulic valve stem and a preparation method thereof, including a matrix, the surface of which is successively provided with a first coating and a second coating; the material of the first coating is chromium, and the material of the second coating is chromium nitride; the hardness of the first coating is 500_600 HV, and the thickness is 0.2_0.4 um; and the hardness of the second coating is 1500_2000 HV, and the thickness is 1_3 um. The layer is located between the matrix and the second coating, which is the transition layer. It can alleviate the difference of material mechanical properties, enhance the binding force between chromium nitride and the valve stem, and thus improve the service life of the hydraulic valve stem. The first coating and the second coating are strengthened by vacuum coating, which has a hydraulic valve stem with high wear resistance, high corrosion resistance and friction reduction. The problem of easy wear and corrosion of the hydraulic valve stem prepared by the existing technology is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种液压阀杆及其制备方法
本专利技术属于工程机械液压零部件制造
，涉及一种液压阀杆及其制备方法，特别涉及一种基于真空镀膜技术的具有高耐磨高耐蚀减摩性能的液压阀杆及其制备方法。
技术介绍
液压阀杆是液压阀中的核心控制元件，液压阀利用阀杆在阀体内的相对运动来实现对压力、流量和方向的控制。液压阀在工作过程中，阀杆与阀体之间不断摩擦，摩擦导致液压阀杆表面磨损；在液压阀杆长期的使用过程中，液压油中混有的水分和酸性物质对阀杆表面造成腐蚀；磨损和腐蚀都会改变阀杆的关键尺寸和表面质量，使得液压阀的内泄漏量增大甚至失效，因此液压阀杆在使用过程中应同时具备高耐磨、高耐蚀、减摩等性能。目前，采用电镀铬、高频淬火、液体碳氮共渗等技术制造的液压阀杆表面涂层硬度低、耐腐蚀、耐腐蚀性不足，难以满足上述使用要求。现有技术存在以下缺点：（1）电镀强化液压阀杆：该方案制造的液压阀杆表面涂层材料一般为铬及其复合材料，电涂层的硬度最高约850HV，厚度一般设计为0.01-0.02mm。在使用过程中，由于摩擦力较大，且电涂层硬度较低，进而造成液压阀杆表面涂层磨损速度较快。同时，电镀由于电流的“尖端效应”，容易产生难以去除的毛刺，容易导致阀杆卡死。此外，该方案环境友好性较差，对人体危害较大。（2）液体碳氮共渗强化液压阀杆：采用该方案对液压阀杆进行强化处理，所获得的表面强化涂层厚度约20-30μm，显微硬度平均约800HV-850HV。由于涂层硬度不足、耐腐蚀性能一般，使用寿命较短。此外，该方案制造工序较为繁琐，制造工艺过程影响因素较多，涂层质量控制难度大，生产效率低，且一次性投入较大。（3）高频淬火强化液压阀杆：与其它方案相比，采用该方案进行液压阀杆表面强化处理时，所获得表面强化层的厚度平均约0.5mm-1.5mm，显微硬度450-550HV。由于淬硬层较薄，硬度不足，硬化层较易产生磨损。另外，高频淬火的阀杆耐腐蚀性能很差，淬火工艺比较复杂，不易控制。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种液压阀杆及其制备方法，制备的液压阀杆高耐磨高耐蚀减摩，一方面，液压阀杆具有较高的硬度及耐磨性，解决现有阀杆由于表面硬度不足、磨损较快，寿命较短，无法满足使用要求等问题；另一方面，阀杆具有高耐蚀性能，可抵长时间抵抗液压油中混有酸性物质的侵蚀；此外，液压阀杆表面强化层还具有减摩性能，可改善阀杆表面与阀体配合面间的摩擦状况，提升液压阀杆的工作性能，延长使用寿命。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种液压阀杆，包括基体，所述基体的表面依次设置有第一涂层和第二涂层；所述第一涂层的材质为铬，所述第二涂层的材质为氮化铬；所述第一涂层的硬度为500-600HV，厚度为0.2-0.4μm；所述第二涂层的硬度为1500-2000HV，厚度为1-3μm；所述第一涂层位于基体与第二涂层之间，为过渡层，能够缓解材料力学性能差异，提升氮化铬与阀杆的结合力，进而提升了液压阀杆的使用寿命。所述第一涂层通过真空镀膜方式制备而成。所述第二涂层均通过真空镀膜方式制备而成。进一步的，所述的液压阀杆的制备方法，包括：(1)机械加工制得阀杆基体；(2)对阀杆基体进行粗磨；(3)对阀杆基体进行精磨和抛光；该工序后阀杆粗糙度达到设计的粗糙度，并在最终尺寸的基础上预留强化层的总厚度H，镀膜后不需要后处理；(4)在阀杆基体精磨、抛光结束后，分别使用汽油溶剂和酒精分别对阀杆基体进行超声清洗，去除阀杆基体表面残留的杂质，然后将阀杆基体放入鼓风干燥箱中，使阀杆基体表面残留的有机溶剂充分挥发；(5)依次采用电弧离子镀技术在阀杆基体表面制备第一涂层、第二涂层；所述第一涂层的材质为铬，所述第二涂层的材质为氮化铬。真空镀膜技术是表面强化工程领域的关键技术，通过选择不同材质的靶材，可以制备具有高硬度、高耐腐蚀性等不同性能的涂层，从而广泛应用于有特殊使用性能要求零部件的制造。目前，采用真空镀膜技术制造具备高耐磨、高耐蚀、减摩等性能的液压阀杆在国内尚无先例。进一步的，所述的液压阀杆的制备方法，其特征在于，所述第一涂层的硬度为500-600HV，厚度为0.2-0.4μm。进一步的，所述的液压阀杆的制备方法，其特征在于，所述第二涂层的硬度为1500-2000HV，厚度为1-3μm。有益效果：本专利技术提供的液压阀杆及其制备方法，在液压阀杆表面制备了高性能涂层，具有硬度、高耐磨、高耐蚀、减摩等综合性能，大大地满足了其使用要求，延长其使用寿命。使用过程中具有以下优点：（1）所提供液压阀杆的表面使用真空镀膜技术制备的Cr-CrN复合涂层，涂层厚度仅为1.2-3.4μm，相对传统工艺制备的强化层厚度薄，性能提升幅度较大，并且不需要后处理。可替代电镀强化、液体碳氮共渗强化等技术方案，不产生毛刺，不需要后处理，且对环境友好，具有简单、高效、绿色环保的特点。（2）所提供液压阀杆的表面涂层为一种复合涂层，其中表层的氮化铬具有高硬度和高耐磨，能显著地提升涂层的抗磨粒磨损性能，中间层为铬，能够缓解材料力学性能差异，提升氮化铬与阀杆的结合力，进而提升了液压阀杆的使用寿命。（3）所提供液压阀杆的表面涂层中主要为氮化铬陶瓷材料，具有较强的耐腐蚀性能，因此所制备的液压阀杆具有较强的耐腐蚀性能。（4）所提供液压阀杆的表面涂层中的氮化铬材料，具有较低的摩擦系数，能够起到很好的减摩效果。附图说明图1为实施例的液压阀杆表面涂层的结构示意图；图2为实施例的液压阀杆制备方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。实施例1如图1所示，一种液压阀杆，包括基体1，所述基体1的表面依次设置有第一涂层2和第二涂层3；所述第一涂层2的材质为铬，所述第二涂层3的材质为氮化铬；所述第一涂层的硬度为500-600HV，厚度为0.2-0.4μm；所述第二涂层的硬度为1500-2000HV，厚度为1-3μm；所述第一涂层2位于基体1与第二涂层3之间，为过渡层，能够缓解材料力学性能差异，提升氮化铬与阀杆的结合力，进而提升了液压阀杆的使用寿命。所述第一涂层2通过真空镀膜方式制备而成。所述第二涂层3均通过真空镀膜方式制备而成。进一步的，所述的液压阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压阀杆，包括基体，其特征在于，所述基体的表面依次设置有第一涂层和第二涂层；所述第一涂层的材质为铬，所述第二涂层的材质为氮化铬；所述第一涂层的硬度为500‑600HV，厚度为0.2‑0.4μm；所述第二涂层的硬度为1500‑2000HV，厚度为1‑3μm；所述第一涂层位于基体与第二涂层之间，为过渡层。

【技术特征摘要】
1.一种液压阀杆，包括基体，其特征在于，所述基体的表面依次设置有第一涂层和第二涂层；所述第一涂层的材质为铬，所述第二涂层的材质为氮化铬；所述第一涂层的硬度为500-600HV，厚度为0.2-0.4μm；所述第二涂层的硬度为1500-2000HV，厚度为1-3μm；所述第一涂层位于基体与第二涂层之间，为过渡层。2.根据权利要求1所述的液压阀杆，其特征在于，所述第一涂层通过真空镀膜方式制备而成。3.根据权利要求1所述的液压阀杆，其特征在于，所述第二涂层均通过真空镀膜方式制备而成。4.权利要求1-3任一项所述的液压阀杆的制备方法，其特征在于，包括：(1)机械加工制得阀杆基体；(2)对阀杆基体进行粗磨；(3)对阀杆基体进行精磨和抛光；该...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯森，蹤雪梅，杨梦梦，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32