本發(fā)明涉及控水設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種抗疲勞耐沖擊減壓閥及其制造方法。

背景技術(shù)：

減壓閥是通過調(diào)節(jié)，將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門。從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看，減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。然后依靠控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使閥后壓力的波動(dòng)與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定。

但現(xiàn)有技術(shù)中的減壓閥無論采用哪種結(jié)構(gòu)，都會(huì)受到彈簧本質(zhì)性能的影響，因此，彈簧本身的抗疲勞抗沖擊性能就尤其重要，現(xiàn)有技術(shù)中通常通過材料的本質(zhì)改性和表面噴丸等方式增加抗疲勞抗沖擊性能，沒有通過改變材料形制的方式提升其在特定工況下的抗疲勞抗沖擊能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種采用本質(zhì)改性、表面增強(qiáng)和改變材料形制相結(jié)合彈簧的高安全性抗疲勞耐沖擊減壓閥及其制造方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種制造抗疲勞耐沖擊減壓閥的方法，該減壓閥包括減壓閥主體(1)、與減壓閥主體(1)匹配的壓力座(2)和限位結(jié)構(gòu)(6)、抗疲勞耐沖擊彈簧(3)、活塞桿(4)以及緩沖裝置(5)，其特征在于：其中彈簧(3)所用銅絲的制造方法包括以下步驟：

1）預(yù)準(zhǔn)備

①選用錫磷青銅qsn4-4-4銅坯為銅絲原材料；

②選用設(shè)置有液壓發(fā)生裝置、旋轉(zhuǎn)推送裝置及風(fēng)冷裝置的鍛造設(shè)備；選用真空電阻爐為始鍛加熱設(shè)備；

③選用設(shè)置有四個(gè)按順序軸線間分別呈90°鍛造錘頭及配套液壓輸出裝置為終鍛及夾持工裝；再選用包括有錐形內(nèi)孔的陶瓷工裝主體、減震襯板與設(shè)置在減震襯板頂部的支撐桿為旋鍛工裝；

2）鍛造

①將錫磷青銅qsn4-4-4銅坯通過真空電阻爐加熱至高于其理論ac3溫度值30℃~50℃的溫度，保溫按銅坯直徑計(jì)（20d）min/mm~（22d）min/mm的時(shí)間，然后出爐，將銅坯底部固定于旋轉(zhuǎn)推送裝置上；

②通過液壓發(fā)生裝置推動(dòng)與旋轉(zhuǎn)推送裝置聯(lián)動(dòng)的鍛造錘頭，以每次變形約5%的進(jìn)給量和55%~65%的最終變形比將銅坯擠壓為截面近似方形的鍛造坯，以變形銅坯的一次鍛造變形長度為一鍛造周期，完成一個(gè)周期內(nèi)最后一次鍛造后鍛造錘頭固定在銅坯表面作為夾具使用；

③以0.35mm/s~0.4mm/s的速度將截面近似方形的鍛造坯在旋轉(zhuǎn)推送裝置與鍛造錘頭聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上沿旋轉(zhuǎn)軸線向陶瓷工裝主體內(nèi)孔內(nèi)推進(jìn)；

④在陶瓷工裝主體內(nèi)孔的出口處設(shè)置風(fēng)冷裝置，以3bar~5bar的壓力吹出氮?dú)庵评洌?/p>

⑤重復(fù)步驟②~④至整根銅坯鍛造完成；

⑥將鍛造好的銅坯在鍛造完成后10min內(nèi)采用-85~-75℃，保溫1.5h~2h冰冷處理；然后采用280℃~300℃，保溫按銅坯直徑計(jì)（20d）min/mm~（22d）min/mm的時(shí)間，進(jìn)行回火處理，獲得所需銅絲。

一種抗疲勞耐沖擊減壓閥，包括減壓閥主體、與減壓閥主體匹配的壓力座和限位結(jié)構(gòu)、抗疲勞耐沖擊彈簧、套裝在彈簧內(nèi)的活塞桿、承載在活塞桿底部限位結(jié)構(gòu)頂部的緩沖裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：常規(guī)技術(shù)中常用彈簧銅絲多采用中碳合金銅（含cr、si、mn、w、v等強(qiáng)化元素）、沉淀硬化不銹鋼、奧氏體不銹銅等，從材料上忽視了大中型環(huán)保水控設(shè)備的使用壽命及耐蝕性，主要采用不斷維護(hù)更換配件的方式進(jìn)行功能保持，但隨著時(shí)代的推衍和發(fā)展，原有技術(shù)的這種高頻率維護(hù)及基礎(chǔ)性能的欠缺已不再能滿足現(xiàn)有中、重型工業(yè)節(jié)控水領(lǐng)域?qū)p壓閥的長壽命、高可靠性要求，錫磷青銅qsn4-4-4正好最有合理的彈性（彈性過高則易于疲勞，彈性過低則無法提供足夠的壓緊力）從未應(yīng)用于減壓閥的彈簧領(lǐng)域，也從未有人嘗試改變其形制以更適用于減壓閥領(lǐng)域，本發(fā)明通過采用方轉(zhuǎn)圓熱擠旋鍛的方式使坯料內(nèi)具有錐形旋轉(zhuǎn)向內(nèi)收緊的鍛造流線，這也是現(xiàn)有技術(shù)中未有先例的，尤其是鍛造過程中的旋鍛部分使本發(fā)明具有了應(yīng)對(duì)沖擊和疲勞的針對(duì)性（常規(guī)技術(shù)中的高端減壓閥一般也僅采用熱鍛獲得直線型流線，對(duì)性能有一定改良但不具有應(yīng)對(duì)沖擊和疲勞的針對(duì)性）；同時(shí)本發(fā)明突破常規(guī)技術(shù)中鍛造溫度要高于材料理論ac3溫度值100℃~150℃的溫度的理論定勢(shì)，在長期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)錫磷青銅qsn4-4-4不同于其它銅種，在高于ac3溫度值30℃~50℃（一般材料的淬火溫度）時(shí)已具有相當(dāng)?shù)乃苄?，且這時(shí)進(jìn)行熱變形，流線改變更為明顯和規(guī)則，且采用液壓裝置擠壓的形式進(jìn)行變形也有助于控制內(nèi)裂紋的產(chǎn)生，同時(shí)液壓裝置擠壓也使材料在塑性變形時(shí)釋放的溫度更穩(wěn)定可控（通過變形，材料會(huì)通過自釋放熱量增溫），使始鍛溫度相較于一般鍛造更加穩(wěn)定和精確，也為后面的旋鍛打好了基礎(chǔ)；由于熱鍛時(shí)坯料呈方形，易夾緊，當(dāng)與陶瓷工裝主體的圓錐形內(nèi)孔接觸并旋轉(zhuǎn)擠壓時(shí)，方形棱邊的旋轉(zhuǎn)變形遠(yuǎn)大于圓柱坯料的變形，使得最終獲得的彈簧銅絲流線曲度更大、傾斜角度更大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：減壓閥主體1、壓力座2、彈簧3、活塞桿4、緩沖裝置5、限位結(jié)構(gòu)6。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種制造抗疲勞耐沖擊減壓閥的方法，該減壓閥包括減壓閥主體1、與減壓閥主體1匹配的壓力座2和限位結(jié)構(gòu)6、抗疲勞耐沖擊彈簧3、活塞桿4以及緩沖裝置5，其中彈簧3所用銅絲的制造方法包括以下步驟：

1）預(yù)準(zhǔn)備

①選用錫磷青銅qsn4-4-4銅坯為銅絲原材料；

②選用設(shè)置有液壓發(fā)生裝置、旋轉(zhuǎn)推送裝置及風(fēng)冷裝置的鍛造設(shè)備；選用真空電阻爐為始鍛加熱設(shè)備；

③選用設(shè)置有四個(gè)按順序軸線間分別呈90°鍛造錘頭及配套液壓輸出裝置為終鍛及夾持工裝；再選用包括有錐形內(nèi)孔的陶瓷工裝主體、減震襯板與設(shè)置在減震襯板頂部的支撐桿為旋鍛工裝；

2）鍛造

①將錫磷青銅qsn4-4-4銅坯通過真空電阻爐加熱至高于其理論ac3溫度值40℃的溫度，保溫按銅坯直徑計(jì)（21d）min/mm的時(shí)間，然后出爐，將銅坯底部固定于旋轉(zhuǎn)推送裝置上；

②通過液壓發(fā)生裝置推動(dòng)與旋轉(zhuǎn)推送裝置聯(lián)動(dòng)的鍛造錘頭，以每次變形約5%的進(jìn)給量和60%的最終變形比將銅坯擠壓為截面近似方形的鍛造坯，以變形銅坯的一次鍛造變形長度為一鍛造周期，完成一個(gè)周期內(nèi)最后一次鍛造后鍛造錘頭固定在銅坯表面作為夾具使用；

③以0.38mm/s的速度將截面近似方形的鍛造坯在旋轉(zhuǎn)推送裝置與鍛造錘頭聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上沿旋轉(zhuǎn)軸線向陶瓷工裝主體內(nèi)孔內(nèi)推進(jìn)；

④在陶瓷工裝主體內(nèi)孔的出口處設(shè)置風(fēng)冷裝置，以4bar的壓力吹出氮?dú)庵评洌?/p>

⑤重復(fù)步驟②~④至整根銅坯鍛造完成；

⑥將鍛造好的銅坯在鍛造完成后10min內(nèi)采用-85℃，保溫2h冰冷處理；然后采用290℃，保溫按銅坯直徑計(jì)（21d）min/mm的時(shí)間，進(jìn)行回火處理，獲得所需銅絲。

根據(jù)上述方法制造出的彈簧裝配的抗疲勞耐沖擊減壓閥，包括減壓閥主體1、與減壓閥主體1匹配的壓力座2和限位結(jié)構(gòu)6、抗疲勞耐沖擊彈簧3、套裝在彈簧3內(nèi)的活塞桿4、承載在活塞桿4底部限位結(jié)構(gòu)6頂部的緩沖裝置5。

實(shí)施例2

整體與實(shí)施例1一致，差異之處在于：

彈簧3所用銅絲的制造方法包括以下步驟：

①將錫磷青銅qsn4-4-4銅坯通過真空電阻爐加熱至高于其理論ac3溫度值30℃的溫度，保溫按銅坯直徑計(jì)（20d）min/mm的時(shí)間，然后出爐，將銅坯底部固定于旋轉(zhuǎn)推送裝置上；

②通過液壓發(fā)生裝置推動(dòng)與旋轉(zhuǎn)推送裝置聯(lián)動(dòng)的鍛造錘頭，以每次變形約5%的進(jìn)給量和55%的最終變形比將銅坯擠壓為截面近似方形的鍛造坯，以變形銅坯的一次鍛造變形長度為一鍛造周期，完成一個(gè)周期內(nèi)最后一次鍛造后鍛造錘頭固定在銅坯表面作為夾具使用；

③以0.35mm/s的速度將截面近似方形的鍛造坯在旋轉(zhuǎn)推送裝置與鍛造錘頭聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上沿旋轉(zhuǎn)軸線向陶瓷工裝主體內(nèi)孔內(nèi)推進(jìn)；

④在陶瓷工裝主體內(nèi)孔的出口處設(shè)置風(fēng)冷裝置，以3bar的壓力吹出氮?dú)庵评洌?/p>

⑥將鍛造好的銅坯在鍛造完成后10min內(nèi)采用-75℃，保溫1.5h冰冷處理；然后采用280℃，保溫按銅坯直徑計(jì)（20d）min/mm的時(shí)間，進(jìn)行回火處理，獲得所需銅絲。

實(shí)施例3

整體與實(shí)施例1一致，差異之處在于：

彈簧3所用銅絲的制造方法包括以下步驟：

①將錫磷青銅qsn4-4-4銅坯通過真空電阻爐加熱至高于其理論ac3溫度值50℃的溫度，保溫按銅坯直徑計(jì)（22d）min/mm的時(shí)間，然后出爐，將銅坯底部固定于旋轉(zhuǎn)推送裝置上；

②通過液壓發(fā)生裝置推動(dòng)與旋轉(zhuǎn)推送裝置聯(lián)動(dòng)的鍛造錘頭，以每次變形約5%的進(jìn)給量和65%的最終變形比將銅坯擠壓為截面近似方形的鍛造坯，以變形銅坯的一次鍛造變形長度為一鍛造周期，完成一個(gè)周期內(nèi)最后一次鍛造后鍛造錘頭固定在銅坯表面作為夾具使用；

③以0.4mm/s的速度將截面近似方形的鍛造坯在旋轉(zhuǎn)推送裝置與鍛造錘頭聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上沿旋轉(zhuǎn)軸線向陶瓷工裝主體內(nèi)孔內(nèi)推進(jìn)；

④在陶瓷工裝主體內(nèi)孔的出口處設(shè)置風(fēng)冷裝置，以5bar的壓力吹出氮?dú)庵评洌?/p>

⑥將鍛造好的銅坯在鍛造完成后10min內(nèi)采用-85℃，保溫2h冰冷處理；然后采用300℃，保溫按銅坯直徑計(jì)（22d）min/mm的時(shí)間，進(jìn)行回火處理，獲得所需銅絲。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，僅為了使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。