燃油喷射系统用耐磨控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃油喷射系统控制阀，尤其涉及燃油喷射系统用耐磨控制阀。
【背景技术】
[0002]燃油喷射系统是指在一定的压力下，利用喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道内的燃油供给装置。根据喷射燃料种类的不同，可以分为汽油喷射系统、柴油喷射系统、气体燃料喷射系统等。而根据其控制方式的不同，可分为机械控制式、电子控制式以及机电混合控制式。控制阀在喷射系统中起着至关重要的作用，现有的控制阀由于不断和阀球进行接触，同时，也受到燃油的喷射，容易导致阀口处的磨损和腐蚀。
【实用新型内容】
[0003]鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种燃油喷射系统用耐磨控制阀。
[0004]本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现:
[0005]燃油喷射系统用耐磨控制阀，所述控制阀包括阀体及阀球，所述阀体的截面呈T形，所述阀球与所述阀体接触，使得控制阀进行阀体内介质的流通与闭合，所述阀体上端开设有一锥形凹槽，所述阀球置于阀芯的锥形凹槽内，所述阀体的中心开设有一喷射口，所述喷射口与锥形凹槽共轴，所述锥形凹槽的截面呈三角状，所述锥形凹槽的凹槽面上涂覆有耐磨层。
[0006]优选地，所述耐磨层由金属底层及置于金属底层上的至少两层CrN纳米层组成。
[0007]优选地，所述金属底层厚度为0.1 μ m-1 μ m，每层CrN纳米层厚度为20_200nm，所述CrN纳米层总厚度为1 μ m-4 μ m。
[0008]燃油喷射系统用耐磨控制阀的制备方法，包括如下步骤:
[0009]S1、对控制阀进行表面清洗；
[0010]S2、清洗完的控制阀置于镀膜真空室内，抽至5*10 4Pa以上的真空度；
[0011]S3、在所述控制阀的锥形凹槽的凹槽面采用阴极电弧技术制备耐磨层；
[0012]S31、将镀膜腔体真空度抽到5.0X10 4Pa，腔体内部加热温度达到100 °C，通入纯度为99.999%的高纯氩气，流量10~70sCCm，并保持真空镀膜室内的工艺真空度为
0.5?3.0Pa ；
[0013]S32、开启Cr、T1、Ni或Ge中任意一种金属靶的弧电源，电源功率l~4kW，工件上施加-30~-100V负偏压，沉积时间3~20分钟，沉积金属底层厚度为0.1 μπι -1 μπι ;
[0014]S33、将镀膜腔体真空度抽到5.0Χ 10 4Pa，通入纯度为99.999%的高纯氮气，流量20~120sCCm，并保持真空镀膜室内的工艺真空度为0.5-3.0Pa，开启带有Cr靶的弧电源，电源功率l~4kW ;每层沉积时间3~10分钟，沉积涂层厚度20-200nm，每一层的CrN纳米层的负偏压按照-5~-10V递增进行制备。
[0015]本实用新型突出效果为:提高了燃油喷射系统中控制阀的耐磨性及耐腐蚀性，使得控制阀的使用寿命大大的延长。
[0016]以下便结合实施例附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的控制阀的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1，本实用新型燃油喷射系统用耐磨控制阀，所述控制阀包括阀体1及阀球(图中未示意)，所述阀体1的截面呈T形。所述阀球与所述阀体1接触，使得控制阀进行阀体内介质的流通与闭合。所述阀体上端2开设有一锥形凹槽3，所述阀球置于阀芯的锥形凹槽3内，所述阀体的中心开设有一喷射口 4，所述喷射口 4与锥形凹槽3共轴，所述锥形凹槽3的截面呈三角状，所述锥形凹槽3的凹槽面上涂覆有耐磨层。所述耐磨层由金属底层及置于金属底层上的至少两层CrN纳米层组成。所述金属底层厚度为0.1 μ m-Ι μ m，每层CrN纳米层厚度为20-200nm，所述CrN纳米层总厚度为1 μπι-4 μπι。本实用新型中涂层硬度彡HV1800，结合力>100Ν，摩擦系数为0.2-0.5，涂层后表面粗糙度变化值Δ Ra〈10nm，耐温达到800 °C。
[0019]所述的燃油喷射系统用耐磨控制阀的制备方法，包括如下步骤:
[0020]S1、对控制阀进行表面清洗；
[0021]S2、清洗完的控制阀置于镀膜真空室内，抽至5*10 4Pa以上的真空度；
[0022]S3、在所述控制阀的锥形凹槽的凹槽面采用阴极电弧技术制备耐磨层；
[0023]S31、将镀膜腔体真空度抽到5.0X10 4Pa，腔体内部加热温度达到100 °C，通入纯度为99.999%的高纯氩气，流量10~70sCCm，并保持真空镀膜室内的工艺真空度为
0.5?3.0Pa ；
[0024]S32、开启Cr、T1、Ni或Ge中任意一种金属靶的弧电源，电源功率l~4kW，工件上施加-30~-100V负偏压，沉积时间3~20分钟，沉积金属底层厚度为0.1 μπι -1 μπι ;
[0025]S33、将镀膜腔体真空度抽到5.0Χ 10 4Pa，通入纯度为99.999%的高纯氮气，流量20~120sCCm，并保持真空镀膜室内的工艺真空度为0.5-3.0Pa，开启带有Cr靶的弧电源，电源功率l~4kW ;每层沉积时间3~10分钟，沉积涂层厚度20-200nm，每一层的CrN纳米层的负偏压按照-5~-10V递增进行制备。
[0026]制备过程中通过控制每层的沉积时间和电源功率来控制涂层的厚度、通过改变负偏压的大小调整单层涂层的硬度，随着负偏压值的增大，涂层硬度逐渐增加。偏压较小时，涂层结晶度差，颗粒尺寸和数目较大，中断涂层的连续生长，涂层内部空洞、疏松和缺陷较多，涂层硬度偏低。随着偏压的增加，涂层的致密度增加，晶粒变小，根据Hall-Petch关系，涂层晶界多，阻碍位错运动能力强，使得涂层硬度增加。但是随着偏压进一步增大，以较高能量的正离子所携带局部热能缓解晶格畸变，导致压缩应力减小，硬度下降。每层涂层的硬度按照梯度增加可以有效提高涂层与基材的附着性以及涂层的硬度。
[0027]由于本实用新型中CrN纳米涂层为多层结构，所以涂层中不会出现结构一致的柱状晶。单层涂层中的孔隙不会在相邻两层中延续，故整个涂层中不会出现类似单层CrN涂层中的贯穿孔隙，涂层的耐腐蚀能力得到有效提升。
[0028]当然所述方法还可以采用磁控溅射、阴极电弧等PVD沉积法、PECVD沉积方法、CVD沉积方法。
[0029]本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.燃油喷射系统用耐磨控制阀，其特征在于:所述控制阀包括阀体及阀球，所述阀体的截面呈T形，所述阀球与所述阀体接触，使得控制阀进行阀体内介质的流通与闭合，所述阀体上端开设有一锥形凹槽，所述阀球置于阀芯的锥形凹槽内，所述阀体的中心开设有一喷射口，所述喷射口与锥形凹槽共轴，所述锥形凹槽的截面呈三角状，所述锥形凹槽的凹槽面上涂覆有耐磨层。2.根据权利要求1所述的燃油喷射系统用耐磨控制阀，其特征在于:所述耐磨层由金属底层及置于金属底层上的至少两层CrN纳米层组成。3.根据权利要求2所述的燃油喷射系统用耐磨控制阀，其特征在于:所述金属底层厚度为0.1 μ m-1 μ m，每层CrN纳米层厚度为20_200nm，所述CrN纳米层总厚度为1 μ m_4 μ m。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种应用于燃油喷射系统用耐磨控制阀，所述控制阀包括阀体及阀球，所述阀体的截面呈T形，所述阀球与所述阀体接触，使得控制阀进行阀体内介质的流通与闭合，所述阀体上端开设有一锥形凹槽，所述阀球置于阀芯的锥形凹槽内，所述阀体的中心开设有一喷射口，所述喷射口与锥形凹槽共轴，所述锥形凹槽的截面呈三角状，所述锥形凹槽的凹槽面上涂覆有耐磨层。本实用新型突出效果为：提高了燃油喷射系统中控制阀的耐磨性及耐腐蚀性，使得控制阀的使用寿命大大的延长。
【IPC分类】F02M61/04, F02M61/16, C23C14/06, C23C14/28
【公开号】CN205101156
【申请号】CN201520800724
【发明人】钱涛, 焦飞
【申请人】星弧涂层新材料科技（苏州）股份有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月13日