[實用新型]一種基于非晶合金或納米晶合金的電磁閥

有效

• 申請號: 201520372800.6
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN204878965U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 賀愛娜;王安定;常春濤;王新敏;門賀;趙成亮;岳士強
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06;H01F41/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 單英

技術領域

本實用新型涉及電磁閥技術領域，尤其是一種基于非晶合金或納米晶合金的電磁閥。

背景技術

電磁閥是一種電磁控制流體通道開合的自動化基礎元件。例如，型號為MIK-2W-DN8的直動式電磁閥可自動控制或遠程控制水、油、液體等工作介質通道的開合，主要由動鐵芯組件、靜鐵芯組件以及彈簧組成，其工作原理是當線圈通電時產生電磁力，使動鐵芯組件克服彈簧力同靜鐵芯組件吸合而開啟介質通道，當線圈斷電時電磁力消失，動鐵芯組件在彈簧力的作用下復位而關閉介質通道。

目前，電磁閥的動鐵芯和靜鐵芯多采用軟磁不銹鋼制作而成，但是不銹鋼鐵芯存在響應速度慢，勵磁電流大、匝數多、能耗高等缺點，并且不銹鋼鐵芯的制備工藝復雜。例如發明專利公開號CN103805875A公布了一種不銹鋼電磁閥芯鐵的制備方法，采用高溫感應熔爐煉鑄、1200℃以上鍛造、車削成型加工、1000℃以上正火熱處理和磨加工等過程才能制得，該制備方法工藝過程復雜，費時費力，高溫鍛造和高溫正火非常耗能。

近年來，能源危機已迫在眉睫，而世界能源消費每年卻以巨速增長。節能環保，發展綠色、低碳經濟已受到人們的廣泛重視。國家“十二五”規劃明確提出了以環境保護為重點的經濟發展要求。2012年下半年出臺的節能減排“十二五”規劃進一步提出了推動節能減排技術創新和推廣應用的要求。

在節能減排的大背景下，開發節水、節電和節材的電磁閥具有重要的經濟效益和社會效益，潛在市場巨大。在降低能耗方面，需要大力發展流阻小、損耗小的電磁閥產品。在節電方面，重點是電磁閥的鐵芯組件，通過選用低能耗低噪聲的合金材料以及改進裝置結構而控制能耗。在節材方面，重點是研究新型材料，用新型材料代替已有金屬材料，達到節約材料體積、重量和成本的目的。

非晶合金是一種采用快速凝固的工藝，將熔融狀態的高溫鋼水噴射到高速旋轉的冷卻輥上，以每秒達百萬度的速度迅速冷卻，使原子來不及重新排列就被凝固住而形成的具有長程無序微觀結構的合金材料。納米晶合金是在非晶合金的基礎上通過熱處理獲得的納米晶結構的合金材料。與晶態合金相比，非晶合金或納米晶合金在物理性能、化學性能和機械性能等方面都發生了顯著的變化，例如鐵基非晶合金或納米晶合金具有高飽和磁感應強度、低矯頑力、高磁導率和低損耗等優點，同時由于非晶合金或納米晶合金制造和使用過程節能，因此被稱為綠色材料和二十一世紀“雙節能”材料。

與軟磁不銹鋼、硅鋼、電工純鐵等相比，非晶合金或納米晶合金材料具有以下的優點：(1)能耗低：由于非晶合金或納米晶合金材料比傳統晶體金屬軟磁材料電阻率高，軟磁性能好，非晶合金或納米晶合金材料作為鐵芯時的鐵損低，是普通硅鋼片鐵芯的1/3－1/5；(2)磁性能優異：非晶合金或納米晶合金材料的磁性能優異，例如，鐵基非晶合金或納米晶合金的磁導率可達硅鋼、軟磁不銹鋼和電工純鐵的幾十百甚至幾百倍；(3)穩定性高：鐵基非晶合金或納米晶合金的溫度穩定性高、時效穩定性高、磁沖擊穩定性高；另外，鐵基非晶合金或納米晶合金還具有頻率適應范圍、生產工藝簡單、環保、價格低等優點。因此，由非晶合金或納米晶合金制備的電磁閥的綜合性能較高。

但是，塊體非晶合金或納米晶合金受臨界尺寸、鑄造效率和加工性等因素影響，無法應用到電磁閥上。粉末成型的非晶合金或納米晶合金存在低磁導率等難以克服的限制，也無法應用到電磁閥上。因此，目前非晶合金或納米晶合金材料制備鐵芯的方法通常是：采用非晶合金帶材或納米晶合金帶材繞制形成筒狀，然后進行退火處理，最后根據所需鐵芯的實際結構進行加工。例如，實用新型專利CN203415344U公布了一種基于非晶鐵心的直流電磁鐵，該非晶鐵心由厚度為約30微米的鐵基非晶帶卷繞制成圓筒形并退火處理而成。

然而，將非晶帶材或納米晶帶材經繞制、退火后進行結構加工得到的鐵芯直接應用在電磁閥等器件中時，一方面該非晶鐵芯或納米晶鐵芯裸露在表面，與外界環境、周圍結構單元直接接觸，會造成非晶鐵芯或納米晶鐵芯的應力增大，磁性能變差，抗沖擊性變差、耐腐蝕性變差，另一方面由于非晶帶材或納米晶帶材經退火處理后脆性較大，經多次摩擦、碰撞沖擊后，存在非晶鐵芯或納米晶鐵芯掉渣、開裂、斷裂等問題。

實用新型內容

針對上述技術現狀，本實用新型旨在提供一種基于非晶合金或納米晶合金的電磁閥，該電磁閥不僅具有優良的磁性能與力學性能，同時具有良好的耐腐蝕性能、耐磨性能與耐沖擊性能。

為了實現上述技術目的，本實用新型所采用的技術方案為：