油壓閥中閥芯、閥套等精密零件一般選用45鋼、40Cr、Cr12MoV、12CrNi3A、18CrMnTi、18CrNiWA及GCr15 等高級工具鋼、高合金結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼及軸承鋼等材料。要求材料具有良好的耐磨性、線脹系數(shù)和變形量小等優(yōu)點(diǎn)。為了提高閥芯的耐磨性，必須使材料表面達(dá)到一定的硬度(一般要求硬度大于58HRC)因而，針對不同的材料可選用淬火、滲碳、滲氮等不同的熱處理手段。

  水壓閥中閥芯的材料除了要求能達(dá)到較高的硬度外，還應(yīng)有良好的耐淡水或海水腐蝕性能。雖然奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能較好，但難以通過熱處理提高材料的表面硬度。一般可選用2Cr13、1Cr17Ni2等馬氏體不銹鋼、0Cr17Ni4Cu4Nb等沉淀硬化不銹鋼或工程陶瓷作為水壓閥閥芯的材料，其中馬氏體不銹鋼只能用于淡水。0Cr17Ni4Cu4Nb是一種高強(qiáng)度不銹鋼，其抗腐蝕性能接近1Cr18Ni9Ti 奧氏體不銹鋼。該不銹鋼加工時(shí)一般先進(jìn)行固溶處理，在精密加工前進(jìn)行沉淀強(qiáng)化處理(當(dāng)時(shí)效溫度在420℃，保溫10h 以上時(shí)，可獲得最高硬度)。

  水壓閥中閥套的材料首先應(yīng)具有良好的耐腐蝕、磨損性能。此外，閥套與閥芯材料的合理搭配也十分重要，應(yīng)防止閥套與閥芯材料發(fā)生粘著磨損、隔蝕磨損等，以提高水壓網(wǎng)的壽命和工作可靠性。閥套一般可選用耐腐蝕性好的QA19-4青銅或高分子材料，其中高分子材料應(yīng)具有強(qiáng)度高、耐磨性好、線脹系數(shù)小、吸水率低、加工性能好等特點(diǎn)。

  油壓閥中閥體的材料多為灰鑄鐵或孕育鑄鐵(如 H120-40、HT30-54)。水壓閥閥體的材料可選用2A50、2A14等鍛鋁、加工后對鋁件表面進(jìn)行陽極氧化處理。也可采用1Cr18Ni9T-等奧氏體不銹鋼材料。

  潤類元件要求閥芯在閥體孔內(nèi)移動(dòng)靈活，工作可靠，泄漏小且壽命長。在油壓閥中，通常各種滑閥的配合間隙一般為0.005-0.035mm，配合間隙公差為0.005-0.015mm。其圓度和圓柱度的公差一般為0.002 0.008mm。對于臺(tái)階式閥芯和閥孔，各圓柱面的同軸度公差為0.005~0.01mm。對于平板閥，其閥芯與閥座的平面度誤差應(yīng)不大于0.0003mm。

  閥芯與閥孔的配合表面一般要求表面粗糙度Ra值為0.1~0.2μm?？紤]到孔的加工比外圓困難，一般規(guī)定閥芯外圓的表面粗糙度Ra值為0.1μm，閥孔內(nèi)圓表面的Ra值為0.2μm。

  可見，對閥芯和閥孔的形狀精度、位置精度及其表面粗糙度都有較嚴(yán)格的要求，必須采用合適的加工工藝才能滿足規(guī)定要求。

  一、閥芯的加工

  下面以圓柱滑閥閥芯為例介紹閥芯的加工工藝。

  閥芯一般采用棒料作為毛坯，經(jīng)正火后加工，其工藝過程為切端面鉆中心孔，粗車和精車外圓、端面和沉割槽內(nèi)孔等，鉆削、銑削，熱處理，修磨中心孔，磨削外圓，外圓光整加工。

  1.粗加工

  閥芯外圓和長度應(yīng)留有足夠的加工余量。粗加工后零件應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使其硬度在25~30HRC 之間。

  2. 半精加工

  用彈簧夾頭或軟三爪夾緊工件外圓，平端面，鉆中心孔，車外圓并留有適當(dāng)余量。

  各凸肩的節(jié)流工作邊要嚴(yán)格保持尖銳，不得倒鈍。閥芯兩端的中心孔是加工過程中的定位基準(zhǔn)，加工過程中一定要使中心孔具有良好的孔形、高精度和較小的表面粗糙度值。

  3.熱處理

  半精加工后閥芯應(yīng)采用真空淬火等熱處理方法，使其硬度為60~66HRC。然后進(jìn)行穩(wěn)定化處理，即-70～-80℃冷處理2h和160℃低溫時(shí)效處理4h。

  4. 精加工

  1)粗磨外圓及凸肩。磨削前先修好閥芯中心孔，再粗磨閥芯外圓和凸肩各端面。閥芯外圓和凸肩應(yīng)與閥套孔相應(yīng)的尺寸配作。粗磨后應(yīng)留有0.03mm的精磨余量。

  2)穩(wěn)定化處理。先進(jìn)行-70~-80℃冷處理2h后，再進(jìn)行160℃低溫時(shí)效處理20h，以消除加工造成的材料內(nèi)應(yīng)力。

  3)精磨外圓。先精研中心孔，然后在高精度磨床上加工。精磨后工件的精度可達(dá)IT6~IT8，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.63～1.25μm。

  4)光整加工。在液壓元件的生產(chǎn)過程中，研磨是常用的光整加工方法之一。除研磨外，外圓表面還有超精加工、雙輪珩磨等光整加工方法。它們的共同特點(diǎn)是采用細(xì)粒度磨料和較小的切削量，使切削力和產(chǎn)生的熱量都很小，并使磨粒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生復(fù)雜的網(wǎng)紋，從而獲得很高的表面質(zhì)量。此外，還有滾壓、拋光等方法。

  在磨削加工中，能使工件表面粗糙度Ra值在0.16μm以下的磨削工藝通稱為高光潔度(表面粗糙度值小)磨削。它包括精磨磨削、超精磨削和鏡面磨削。一般，表面粗糙度Ra值在0.08~0.16μm之間的稱為精磨磨削，Ra值在0.02~0.04μm之間的稱為超精磨磨削，Ra值達(dá)到0.01μm的稱為鏡面磨削。與研磨等加工方法相比，高光潔度磨削具有生產(chǎn)率高，適用范圍廣，且能提高幾何形狀精度和位置精度等優(yōu)點(diǎn)。

  二、閥體的加工

  閥體的材料毛坯一般采用鍛件或鑄件。鍛件首先應(yīng)進(jìn)行固溶處理，其目的是消除加工應(yīng)力，使材料結(jié)晶組織中的碳化物溶解呈奧氏體組織。固溶處理后材料硬度低，適合一般的機(jī)械加工。閥體的加工主要是閥體內(nèi)孔的加工，其工藝方案需要根據(jù)精度要求、毛坯狀況、工件材質(zhì)、設(shè)備條件等因素制訂。通常閥體孔有以下工藝方案：

  1)鉆——擴(kuò)——鏜——————研;

  2)鉆——擴(kuò)——鏜——鉸—研;

  3)鉆——鏜———鉸——研(珩);

  4)擴(kuò)——鏜——鏜——鉸——研(珩);

  5)鉆——?jiǎng)傂早M鉸—研(珩);

  6)鉆——?jiǎng)傂早M鉸——金剛石鉸;

  7)擴(kuò)——?jiǎng)傂早M鉸——金剛石鉸;

  8)鉆——擴(kuò)一鉸——珩——金剛石鉸;

  9)鉆——擴(kuò)一鏜——鉸—?jiǎng)傂早M鉸——金剛石鉸;

  10)擴(kuò)——鏜——鏜——鉸——金剛石鉸。

  下面以兩種工藝方案為例進(jìn)行說明。

  1.擴(kuò)——鏜—鏜—鉸—研(珩)

  這種工藝方案適用范圍較廣，適合于閥孔尺寸較大的閥體加工。擴(kuò)一鏜—鏜—鉸工序可在加工中心上一次完成。使用雙刃擴(kuò)孔鉆可起到找直閥孔的作用，粗、精鏜的加工量越來越小，起進(jìn)一步減小表面粗糙度值和提高直線度的作用，鉸孔主要起確定尺寸的作用。通過上述工序加工，孔的尺寸精度可達(dá)到0.003～0.005mm，表面粗糙度值達(dá)Ra0.4~0.8μm，最后通過研磨或珩磨達(dá)到閥孔的技術(shù)要求。

  2.擴(kuò)——?jiǎng)傂早M鉸—金剛石鉸

  閥孔經(jīng)擴(kuò)孔后采用剛性鏜鉸工藝進(jìn)行半精加工，然后用金剛石鉸刀鉸削。其基本特點(diǎn)是適用于長徑比較大的孔，其穩(wěn)定性好，并且剛性鏜鉸刀前后帶導(dǎo)向，保證了工件的直線度要求，再加上內(nèi)冷卻排屑，大大改善了加工條件，保證了表面粗糙度要求。鏜鉸后表面粗糙度值達(dá)到Ra0.8～1.6μm，幾何精度高于0.005mm，工件尺寸可達(dá)到6級精度。金剛石鉸刀的切削原理，類似于珩磨和研磨，也是采用磨料微刃切削，但對上道工序要求較高。因此，將金剛石鉸與剛性鏜鉸配合使用，既可保證較高的加工精度，又能提高生產(chǎn)率。