一种高压开关管阀制备方法及高压开关管阀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种高压开关管阀制备方法及高压开关管阀，属于热处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 渗碳工艺是机械制造工业中广泛采用的化学热处理工艺，主要适用于承受磨损、 交变接触应力或弯曲应力及冲击载荷的设备零件，如齿轮、支架、活塞销等零件，尤其在车 辆、设备制造工业中应用较为普遍。渗碳工艺是指钢铁零件在渗碳介质中加热和保溫，使碳 原子渗入零件表面，增加钢铁零件表层的含碳量，并获得一定碳浓度梯度的一种化学热处 理工艺。渗碳的目的是在低碳钢或低碳合金钢零件的表面得到高的含碳量，并经泽火、回火 后，使零件表面获得高的硬度和耐磨性，而零件的中屯、部位仍保持一定的强度及较高的塑 性和初性。
[0003] 在高压开关制造领域，渗碳工艺也有一定的应用。管阀是高压开关液压机构上的 一个关键零件，高压开关管阀为管状结构，包括中间管段，中间管段一端连接有合闽段，另 一端连接有分闽段，合闽段的外管壁直径大于中间管段外管壁直径，分闽段的外管壁直径 小于中间管段管外壁直径。具体工作时，在高压油的作用下，管阀在阀体内沿轴线作往复冲 击运动。运就要求管阀具有一定的耐磨性，而且两端斜面阀口密封线（阀口线）处在强烈 的冲击作用下不得变形凹陷或掉渣开裂，必须具有足够的强度、硬度和抗疲劳强度，同时又 要求管阀的忍部应保持一定的强度和良好的初性。
[0004] 在现有技术中，为了提高高压开关管阀的可靠性，一般对管阀进行渗碳、泽火、低 溫回火处理。处理后的管阀渗碳表面硬度在55~60HRC之间，基体硬度在39~45HRC之 间。但是，运种渗碳热处理过的管阀应用在断路器上后，在运行期间很容易发生管阀变形、 开裂事故。其原因可能在于，该管阀是一种薄壁零件，最薄处仅厚2mm，经过上述热处理后， 虽然其表面和基体硬度较高，具有较高的强度，但由于管阀在工作中两端阀口线处所承受 的冲击负荷应力集中较大，分、合闽运行仅200余次就会出现阀口线凹陷变宽甚至局部崩 裂、变形而造成漏油现象。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种高压开关管阀制备方法，W解决现有技术中高压开关 管阀阀口密封线处容易凹陷、变形或局部崩裂的问题。本发明的目的还在于提供一种上述 方法处理过的高压开关管阀。
[0006] 为了实现W上目的，本发明的高压开关管阀制备方法的技术方案如下：
[0007] 一种高压开关管阀制备方法，包括如下步骤：
[0008] 1)渗碳：将高压开关管阀毛巧在910-930°c下进行渗碳并形成渗碳层，冷却，得渗 碳管阀工件；
[0009] 2)正火：将步骤1)中得到的渗碳管阀工件加热到880-900°C下保溫4-16min，冷 却，得正火管阀工件；
[0010] 3)局部泽火：对步骤2)中得到的正火管阀工件一端的阀口线部分加热至 870-890°C，在油中冷却，然后将另一端的阀口线部分加热至870-890°C，在油中冷却，得泽 火管阀工件； W11] 4)高溫回火：将步骤如得到的泽火管阀工件在490-510°C回火60-90min，冷却， 即得。
[0012] 本发明的高压开关管阀制备方法在渗碳和正火后对管阀两端的外管壁的阀口线 部位进行局部泽火，提高了上述部位的硬度、强度和耐磨性，而对于管阀中间部位的外管壁 没有进行泽火，使其保持一定的硬度的同时，还保持了较高的初性，避免了管阀两端的外管 壁与中间部位外管壁交汇处的阀口线处出现应力集中而导致的凹陷、变形及破碎现象，避 免了漏油现象的发生，确保了高压开关管阀的正常分合闽，提高了其服役过程中的可靠性。
[0013]所述高压开关管阀为管状结构，包括中间管段，中间管段一端连接有合闽段，另一 端连接有分闽段，合闽段的外管壁直径大于中间管段外管壁直径，分闽段的外管壁直径小 于中间管段管外壁直径。所述阀口线部分是高压开关管阀合闽段和分闽段的外管壁与对应 的外接部件顶压配合的部位。
[0014] 所述步骤3)中正火管阀工件的阀口线部分在较短时间内加热至870-890°C，具体 的，时间可控制在IOsW内，如8-lOs。
[0015] 所述高压开关管阀的材料采用牌号为20CrMnMo的钢材料，其质量百分比组成为： 0. 17% -0. 23% 的C，0. 17% -0. 37 % 的Si,0. 90% -1. 20% 的Mn, 1. 10% -1. 40 % 的化， 0. 20% -0. 30%的Mo,余量为化。
[0016] 所述高压开关管阀毛巧是按照上述材料下料后车加工出的高压开关管阀毛巧。为 了保证管阀工件在打磨加工后仍能保持一定的渗碳层厚度，所述步骤1)的高压开关管阀 毛巧的外管壁具有留磨量，所述留磨量小于所述渗碳层的厚度。
[0017] 优选的，所述步骤1)中的渗碳层的厚度为0.9-1. 1mm，所述步骤1)的高压开关 管阀毛巧的外管壁具有0. 2-0. 3mm的留磨量。运样在成型加工后，渗碳层的厚度保持在 0. 6-0. 9mm〇
[0018] 为了除去管阀表面多余的材料，使管阀成型，所述步骤1)中得到的渗碳管阀工件 进行正火之前进行加工成型，磨去留磨量。
[0019] 所述步骤1)中冷却采用炉冷至830°C后出炉坑冷或者炉冷至500°C W下出炉进行 空冷。
[0020] 所述步骤1)中渗碳可采用现有技术中的渗碳方法，一般的，使用箱式渗碳炉或者 井式渗碳炉进行渗碳处理。
[0021] 为了保证正火的效果，保溫时间根据不同的加热方式而不同，所述步骤2)中加热 采用盐浴炉或者箱式炉，采用盐浴炉加热时保溫时间为4-6min，采用箱式炉加热时保溫时 间为14-16min;优选的，所述步骤4)中采用盐浴炉加热时保溫时间为5min，采用箱式炉加 热时保溫时间为15min。
[0022] 所述步骤2)中的冷却为在空气中自然冷却至室溫。
[0023] 所述步骤4)中的冷却为在空气中自然冷却至室溫。
[0024] 本发明的高压开关管阀的技术方案如下：
[00巧]一种采用上述制备方法制得的高压开关管阀。
[00%] 本发明的高压开关管阀制备方法处理过的高压开关管阀两端阀口线部分表面硬 度较高，在45-50HRC之间，满足其对耐磨性的要求，中间管段表面硬度在37-43HRC之间，具 有必要的强度；而未渗碳部位的基体硬度控制在23-32HRC之间，能够满足初性需求。即渗 碳后的局部泽火部分具有较高的硬度、强度和耐磨性，而渗碳后的没有泽火的部分在具有 足够的硬度和强度的同时具有较高的初性，充分发挥了材料潜能，使管阀在冲击运动时不 会产生脆性开裂，造成漏油而影响高压开关的分、合闽性能。满足了高压开关管阀的可靠性 要求，能确保高压开关液压机构的正常工作，操作灵活，分、合闽到位。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明的对比例的高压开关管阀的渗碳毛巧的结构示意图；
[0028] 图2为本发明的实施例1的高压开关管阀的渗碳毛巧的结构示意图；
[0029] 图3为本发明的实施例1的高压开关管阀的成型工件结构及局部泽火位置示意 图。
【具体实施方式】
[0030] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。 阳0川实施例1
[0032] 本实施例的高压开关管阀制备方法包括如下步骤：
[0033] 1)毛巧加工：将高压开关管阀下料，所用材料的具体成分见表1，按照图2所示结 构车加工出高压开关管阀毛巧，高压开关管阀毛巧的外管壁留磨量为0. 3mm;
[0034]表1
[0035]
[0036] 2)渗碳：将步骤1)中得到的高压开关管阀毛巧采用箱式渗碳炉在910°C下进行渗 碳，在高压开关管阀表面形成渗碳层，渗碳层厚度为0. 9mm，然后炉冷至830°C后进行出炉 坑冷至室溫，得渗碳管阀工件；
[0037] 3)加工：将步骤2)得到的渗碳管阀工件按照图3所示结构加工出成型管阀工件；
[0038] 所述高压开关管阀为管状结构，包括中间管段1，中间管段一端连接有分闽段2， 另一端连接有合闽段3,合闽段的外管壁直径大于中间管段外管壁直径，分闽段的外管壁直 径小于中间管段管外壁直径。
[0039] 4)正火：将步骤3)中得到的成型管阀工件采用盐浴炉加热到900°C，保溫5min， 在空气中自然冷却至室溫，得正火管阀工件；
[0040] 5)局部泽火：将步骤4)得到的正火管阀工件置于高频感应加热装置上，对正火管 阀工件一端的外管壁的阀口线部分在IOs内加热至890°C，在油中冷却，然后将另一端的阀 口线部分在IOs内加热至890°C，在油中冷却，得泽火管阀工件；所述阀口线部分是高压开 关管阀合闽段和分闽段的外管壁与对应的外接部件顶压配合的部位，具体如图3中A和B 处点画线部分所示；
[0041] 6)高溫回火：将步骤5)中得到的泽火管阀工件采用箱式炉在490°C下回火 90min，在空气中自然冷却至室溫，精磨，即得。
[0042] 采用上述方法制得的高压开关管阀即为本实施例的高压开关管阀。 柳43] 实施例2
[0044] 本实施例的高压开关管阀制备方法包括如下步骤：
[0045] 1)毛巧加工：将高压开关管阀下料，所