[發明專利]一種G-M型低溫制冷機旋轉閥體及其制備方法

有效

• 申請號: 201810712877.1
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108825841B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 張吉阜;陳興馳;劉敏;代明江;鄧春明;鄧暢光
• 申請（專利權）人: 廣東省新材料研究所
• 主分類號: F16K27/00
• 分類號: F16K27/00;C25D11/02;C25D11/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 呂露

本發明涉及一種G?M型低溫制冷機旋轉閥體及其制備方法，屬于材料加工技術領域。G?M型低溫制冷機旋轉閥體包括鋁合金旋轉閥體和氧化鋁陶瓷膜。鋁合金旋轉閥體的閥體本體具有用于設置工作凸臺的第一表面以及與第一表面相對的第二表面，高壓開孔和低壓槽均設置于工作凸臺，通氣孔設置于第一表面，高壓開孔和通氣孔均貫穿閥體本體，氣室開設于第二表面。氧化鋁陶瓷膜鍍于鋁合金旋轉閥體的表面。其具有啟動扭矩小，工作面硬度高、耐磨性好，密封性能好及使用壽命長等優點。制備方法包括：采用微弧氧化工藝將氧化鋁陶瓷膜鍍于鋁合金旋轉閥體的表面。該方法簡單，易操作，能有效避免氣體中的夾雜物顆粒對閥體表面造成損傷，具有較佳的密封效果。

技術領域

本發明涉及材料加工技術領域，且特別涉及一種G-M型低溫制冷機旋轉閥體及其制備方法。

背景技術

旋轉閥是G-M型低溫制冷機的核心部件，用以控制制冷機進排氣時序。旋轉閥中的轉子和定子通常具有緊密的機械接觸，在接觸面上會有較大的摩擦力，造成閥芯磨損嚴重；同時閥芯旋轉也需要較大扭矩，引起電機負荷增大。當制冷機長時間運行時，閥芯磨損的問題就越加突出，將直接影響制冷機的性能甚至使用壽命。

目前制冷機的摩擦副大多是金屬-金屬和金屬-塑料等。使用一段時間后，不可避免的摩擦損耗導致間隙增大，漏氣、串氣加重，降低制冷效率和壽命。因而采用新材料提高制冷機壽命的工作具有重要意義。

傳統旋轉閥芯采用Rulon(聚四氟材料)材料制作，它具有自潤滑作用。這種閥結構簡單，但精度要求較高，在制冷機工作過程中，鋼質閥座與聚四氟材料閥芯始終處于旋轉摩擦狀態，為了保證配氣角的精確，閥體上的通氣孔沒有倒角比較鋒利，長時間運行后會發生閥芯配氣腔磨損，實際加工誤差的存在使得配氣閥受力不均，磨損加劇，配氣腔磨損后無法補償，使串氣加重，導致旋轉閥運轉的可靠性較差，壽命不長，這將直接影響到制冷機的運行可靠性。

先進陶瓷材料由于具有高的比強度、比剛度，良好的尺寸穩定性和耐磨擦性，已經在很多領域得到應用。但由于陶瓷材料化學鍵的本質，使得在材料中裂紋擴展時沒有其它的機制可以吸收斷裂功，只有依賴斷裂形成新表面的表面能來消耗裂紋的擴展能量，因而陶瓷的韌性很低。此外采用塊體陶瓷材料制作閥芯，加工難度大，尺寸精度難以保證，且成本較高，限制了其應用特點。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種G-M型低溫制冷機旋轉閥體，該G-M型低溫制冷機旋轉閥體具有啟動扭矩小，工作面硬度高、耐磨性好，密封性能好及使用壽命長等優點。

本發明的目的之二在于提供一種上述G-M型低溫制冷機旋轉閥體的制備方法，該方法簡單，易操作，能有效避免氣體中的夾雜物顆粒對閥體表面造成損傷，具有較佳的密封效果。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

本發明提出一種G-M型低溫制冷機旋轉閥體，其包括鋁合金旋轉閥體和氧化鋁陶瓷膜。

鋁合金旋轉閥體包括閥體本體、高壓開孔、工作凸臺、低壓槽、通氣孔和氣室。

閥體本體具有用于設置工作凸臺的第一表面以及與第一表面相對的第二表面，高壓開孔和低壓槽均設置于工作凸臺，高壓開孔沿第一表面到第二表面的方向貫穿閥體本體；通氣孔設置于第一表面并沿第一表面到第二表面的方向貫穿閥體本體；氣室開設于第二表面。

氧化鋁陶瓷膜鍍于鋁合金旋轉閥體的表面。

本發明還提出一種上述G-M型低溫制冷機旋轉閥體的制備方法，包括以下步驟：采用微弧氧化工藝將氧化鋁陶瓷膜鍍于鋁合金旋轉閥體的表面，微弧氧化工藝包括：以置于電解液中的鋁合金旋轉閥體作為處理陽極，施加占空比為20-50％的400-550V正向電壓以及占空比為30-80％的50-200V的負向電壓，于頻率為100-1000Hz以及電解液溫度為25-60℃的條件下處理60-90min。