阀主体单元及制造该阀主体单元的方法_2

文档序号:8336330阅读:来源:国知局
脂。
[0021]将对氧化层27进行详细描述。图1包括通道21的氧化层27的放大视图。该氧化层27通过在于阀主体单元11的外表面12处形成具有8 μπι或小于8 μπι厚度的氧化层27的条件下执行阳极氧化处理而形成。阳极氧化处理为当浸在电解池中的半成品被用作阳极时通过执行电解溶液的电解而在半成品中的表面处(即,在通道21的内表面和外表面12)产生氧化层(氧化物涂覆层)27的处理。执行阳极氧化处理的阳极氧化处理条件例如通过实施阳极氧化在铝基合金试验件或半成品上预先地执行的预备试验和测量外表面12处的氧化层27的厚度来设定。阳极氧化处理的条件的示例包括电解池的温度和处理时间。例如,可以使用涡电流涂层厚度计或截面显微照片来确定氧化层27的厚度。
[0022]通道21的氧化层27通过在于阀主体单元11的外表面12处形成具有优选地为
7μ m或小于7 μ m (更优选地为5 μ m或小于5 μ m,并且再更优选地为3 μ m或小于3 μ m)的厚度的氧化层27的条件下执行阳极氧化处理来形成。
[0023]通道21的氧化层27通过在于阀主体单元11的外表面12处形成具有I μπι或大于I ym厚度的氧化层27的条件下执行阳极氧化处理而优选地形成。优选的是,就适当抑制由于例如水分而引起的通道21的腐蚀性而言,通道21的氧化层27应当具有0.1 μπι或大于0.1 μπι的厚度。
[0024]用于阳极氧化处理的电解池的示例包括硫酸池、磷酸池、铬酸池和草酸池。根据本实施方式,硫酸池用作用于阳极氧化处理的电解池。该硫酸池的硫酸浓度设定成在按质量计10%至20%的范围中。
[0025]在电解池中,若需要,利用搅拌装置执行搅拌和/或利用冷却装置执行冷却。搅拌装置的示例包括利用混合叶轮执行搅拌的装置和利用压缩空气执行搅拌的装置。电解池可以连接至冷却装置以使电解溶液在其间进行循环。这使得可以同时地执行冷却及搅拌。在电解池中,可以迫使电解溶液在半成品的通道内进行循环。为了使氧化层27更薄,优选的是,在不迫使电解溶液在半成品的通道内循环的情况下执行阳极氧化处理。
[0026]在阳极氧化处理中,随着电解池的温度升高,氧化层27的硬度减小,并且氧化层27趋于具有抵抗重复载荷的增大的耐久性。因此,有利的是增大电解池的温度。在这一点上,电解池的温度优选地为5°C或大于5 °C并且更优选地为8°C或大于8V。
[0027]在阳极氧化处理中,随着电解池的温度降低,氧化层27的硬度增大,并且氧化层27趋于具有增大的耐热性。因此,有利的是适当地减小电解池的温度。在这一点上,电解池的温度优选地为20°C或小于20°C,更优选地为15°C或小于15°C,并且再更优选地为12°C或小于12°C。
[0028]鉴于上文所述的,电解池的温度设定成优选地在5°C至20°C的范围中,更优选地在5°C至15°C的范围中,并且再更优选地在8°C至12°C的范围中。通道21的氧化层27的硬度优选地为410Hv或小于410Hv,并且更优选地为360Hv至410Hv。由单位Hv表示的硬度表示根据JISZ2244(2009)限定的维氏硬度。
[0029]例如,为了增大氧化层27的强度,氧化层27优选地经受密封处理。密封处理的示例包括乙酸镲密封、蒸汽密封、沸水密封、重络酸盐密封和娃酸钠密封。在本实施方式中将乙酸镲密封用作密封处理。
[0030]将对通过阳极氧化处理形成氧化层的试验示例进行描述。首先,用于氧化层形成的预备试验(氧化层形成的确认试验)以如下方式实施。
[0031]准备由铝合金(A6061-T6)制成并且具有通道的样品。该通道具有3mm的宽度和大约130mm的深度(从开口 12a至相交部24的长度)。该样品经受弱碱脱脂、清洗并且随后进行阳极氧化处理(硫酸硬质阳极氧化铝处理)。在阳极氧化处理中,电解池的温度条件设定成10°C并且电流密度设定成1.3A/dm2。用于阳极氧化处理的处理时间设定成使得样品的外表面处的氧化层(硫酸硬质阳极氧化铝层)具有大约5 μπι的厚度。阳极氧化处理在无需迫使电解溶液在通道内循环的情况下执行。如此产生的氧化层经受乙酸镍密封。
[0032]在获得的样品中,具有大约3.5 μ m厚度的氧化层形成在通道的靠近外表面的开口的位置处。此外,具有大约2 μπι的厚度的氧化层在开口与相交部之间的中间部处形成。此外,具有大约2 μ m厚度的氧化层在靠近相交部的部分处形成,该部分为距离开口最远的内部部分。这些结果显示出在阳极氧化处理期间,由于电解在填充通道的电解溶液中发生,因而氧化层在通道的任意部分处形成。
[0033](试验I至3)在试验示例I中,由铝合金(A6061-T6)制成的试验件以除电解池的温度条件改为5°C之外与上述“氧化层形成的预备试验”的方式相同的方式进行阳极氧化处理,并且因此,形成了具有大约5 μπι厚度的氧化层。注意到的是,在该试验示例I和以下试验示例中,氧化层经受乙酸镍密封。用在该试验示例I和以下试验示例中的每个试验件的形状根据JISZ2275(1978)中的“金属板弯曲疲劳试验”来设定。
[0034]在试验示例2和3中,具有厚度为大约9 ym的氧化层的试验件和具有厚度为大约14 μπι的氧化层的试验件以除改变阳极氧化处理的处理时间之外与试验示例I中的方式相同的方式生产。
[0035](试验示例4至6)在试验示例4至6中,氧化层以除电解池的温度条件改为10°C之外与试验示例I至3中的方式相同的方式形成在每个试验件中。
[0036](试验示例7至9)在试验示例7至9中,氧化层以除电解池的温度条件改为20°C之外与试验示例I至3中的方式相同的方式形成在每个试验件中。
[0037](耐久性的比较结果)板弯曲疲劳试验利用板弯曲疲劳试验机在试验示例I至9中获得的试验件中的每个试验件上执行。随后,计算试验件中的每个试验件的安全系数以比较它们的耐久性。安全系数基于设置在车辆中的阀本体单元的通道中的疲劳(重复载荷)模拟结果计算。安全系数在试验件满足作为阀本体单元的材料所期望的耐久性的要求的情况下设定为“ I ”。随着安全系数更高,材料的耐久性更高。
[0038]图2示出了随着氧化层的厚度变得更薄,安全系数趋于增大。确认的是,具有大约
8μπι或小于8 μπι厚度的氧化层很有可能实现高水平的耐久性。
[0039](抗裂性的比较结果)对于在试验示例I至9中获得的试验件中的每个试验件确定发生破裂的破裂温度。
[0040]图3示出了电解池的温度条件为5°C或10°C的情况在耐热性方面比温度条件为20 °C的情况更有利。
[0041](氧化层的硬度)在试验示例I至9中获得的试验件中的每个试验件中,测量了氧化层的维氏硬度。结果显示,在试验示例I至3中获得的试验件中的每个试验件中,氧化层具有424Hv的硬度,在试验示例4至6中获得的试验件中的每个试验件中,氧化层具有360Hv的硬度,以及在试验示例7至9中获得的试验件中的每个试验件中,氧化层具有302Hv的硬度。
[0042]将对本发明中的功能进行描述。图1包括通道21的氧化层27的放大视图。氧化层27通过在具有8 μπι或小于8 μπι厚度的氧化层27形成于阀主体单元11的外表面12处的条件下执行阳极氧化处理来形成。该构型使得通道21的氧化层27能够以8μπι或小于8ym的厚度形成。例如,半成品会在电解池中经受阳极氧化处理。在这种情况下,电解溶液在半成品的通道中比在半成品的外部更难循环(更难发生置换)。因此,通道21的氧化层27很有可能比外表
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