CN104108951B - 特陶的制备方法，采用特陶制备的阀副结构及柱塞副 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种特陶的制备方法以及制备阀副结构及柱塞副。本申请的制备方法，包括陶瓷制品初步成型和烧结，再对烧结后的陶瓷制品进行真空高温渗碳处理，真空高温渗碳处理包括，将烧结后的陶瓷制品放入内置石墨坩埚的高温真空炉内，在真空度50-60bar，加热温度1400℃-1500℃，无相变下高温渗碳，然后再保温使渗碳均匀，最后冷却出炉。本申请的制备方法，与现有的在特陶原料中直接加入黑色釉料、高温陶瓷色粉等方法相比，真空高温渗碳处理后，渗碳深度达8mm-10mm，获得的成品不仅色彩一致性大幅提高，外表光鲜美观，而且特陶的硬度、抗弯曲性、断裂韧性、密度、抗冲击强度、耐温等性能都有所提高。

Description

特陶的制备方法，采用特陶制备的阀副结构及柱塞副

技术领域

本申请涉及特种陶瓷领域，特别是涉及一种特陶的制备方法，及其制备的阀副结构及柱塞副。

背景技术

特种陶瓷，又称精细陶瓷，简称特陶，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。人们为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据陶瓷的性能，把它们分为高强度陶瓷，高温陶瓷，高韧性陶瓷，铁电陶瓷，压电陶瓷，电解质陶瓷，半导体陶瓷，电介质陶瓷，光学陶瓷即透明陶瓷，磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。

特种陶瓷成形方法有很多种，生产中根据制品的形状选择成形方法，而不同的成形方法需选用的结合剂不同。常见陶瓷成形方法、结合剂种类及用量如下所示：干压法，加入质量份数1-5％的聚乙烯醇缩丁醛为结合剂；浇注法，加入质量份数1-3％的丙烯基树脂类为结合剂；挤压法，加入质量份数5-15％的甲基纤维素为结合剂；注射法，加入质量份数10-25％的聚丙烯为结合剂；等静压法，加入质量份数0-3％的聚羧酸铵为结合剂。各种各样的结合剂可分为润滑剂、增塑剂、分散剂、表面活性剂即具有分散剂和润滑功能，等等，为满足成形需要，通常采用多种有机材料结合剂的组合。为保证产品质量，还需要防止从结合剂、原材料和配制工序混入杂质，使产品产生有害的缺陷。在原料配制中，用粉碎、混合等机械方法和结合剂、分散剂配合，达到分散，尽可能不含有凝聚粒子。结合剂受到种类及其分子量，粒子表面的性质和溶剂的溶解性等影响，吸附在原料粒子表面上，通过立体稳定化效果，起到防止粉末原料凝聚的作用。在成形工序中，结合剂给原料以可塑性，具有保水功能，提高成形体强度和施工作业性。

特种陶瓷在其实际应用中，根据产品性能需求不同，对特种陶瓷材料性能指标要求也大不同。如需要一些色彩以满足特殊需要和美化外观，还往往要求获得更好的色彩一致性和硬度的一致性，如现有黑色氧化锆是通过在特陶原料中直接加入黑色釉料、高温陶瓷色粉等方法来达到着色和适当提高硬度的目的，但却无法获取硬度高、变形小、渗碳均匀、表面清洁光亮等效果。并且返工和废品率高，无法满足高压、超高压液压领域特种陶瓷材料阀副和柱塞副的技术性能要求和生产要求。特别是高压、超高压液压领域特种陶瓷材料阀副和柱塞副关键的抗弯曲强度、抗冲击强度、耐温度、硬度、断裂韧性和本身密度等指标。这在现有的特陶制作工艺下是无法实现的。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的特陶制备方法，及其制备的特陶和特陶阀副结构及柱塞副结构，以及采用该特陶阀副结构的电磁换向阀和采用该特陶柱塞副结构的柱塞泵。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种特陶的制备方法，包括陶瓷制品的初步成型和烧结，还包括对烧结后的陶瓷制品进行真空高温渗碳处理；真空高温渗碳处理包括，将烧结后的陶瓷制品放入内置石墨坩埚的高温真空炉内，在真空度5-6Pa，加热温度1000℃-1500℃，在无相变状态下进行高温渗碳，高温渗碳后再保温使渗碳均匀，然后冷却出炉。

需要说明的是，高温渗碳的目的是使石墨坩埚里面的石墨渗透到陶瓷制品中，可以理解，只要加热都会产生或多或少的渗碳，比如加热到四五百摄氏度也会产生渗碳，本申请中考虑到渗碳的效率，优选在1000℃-1500℃的加热温度下进行高温渗碳；还可以理解，对不同材料的陶瓷制品而言，加热使石墨渗透的温度是不同的，但是只要加热的温度不会使陶瓷制品发生相变即可；至于渗碳的时间，在不考虑饱和的情况下，时间越长渗碳越多，这可以根据具体需求而定。还需要说明的是，保温使渗碳均匀的目的是，使渗入到陶瓷制品中的碳均匀分散在陶瓷制品中，这是在保温阶段进行的，保温的时间可以根据不同的特陶制品材料而定。

本申请中，考虑到渗碳效率和基本的渗碳量需求，优选加热温度为1400℃-1500℃，高温渗碳的时间为4-5小时；优选的，保温使渗碳均匀的时间为3-10小时，更优选为7-9小时。

本申请中，陶瓷制品初步成型是指，特陶原料经过模具初步压制成型，本申请中主要包括干压法成型、高压注射成型和等静压成型；可以理解，本申请的一个重点在于渗碳处理，其它未提及的成型方法同样可以采用本申请的渗碳处理以提高特陶的性能。本申请中，石墨坩埚即高强度石墨制成的模具。

优选的，冷却出炉具体为，在16-18小时内冷却到200℃以下，出炉。需要说明的是，冷却的时间是为了让特陶制品在高温真空渗碳处理后缓慢降温，因为降温速度过快容易导致特陶制品开裂，影响生产质量；通常根据不同的特陶材料，缓慢降温的速度有所不同；本例优选的，在16-18小时内冷却到200℃以下即可。

优选的，石墨坩埚的内表面埋有200-300目的活性炭粉。

优选的，陶瓷制品的初步成型和烧结中，初步成型采用等静压成型，等静压成型包括，以干压成型或挤压成型制得特陶生坯，生坯加装柔性套模后一起放入等静压高压容器中，容器中充满压力传递介质，所述压力传递介质包括水或油，1-5分钟内加压到100-200Mpa，保压2-6分钟，1-3分钟泄压完成后取出坯件除去套模；烧结包括，将初步成型的陶瓷制品放入烧结炉内烧结，温度1450-1850度，升温和烧结共计16-26小时，炉内在16-18小时内冷却到200℃以下，出炉。

优选的，陶瓷制品的初步成型和烧结中，初步成型采用高压注射成型，高压注射成型包括，以高压将陶瓷浆料注射到高压成型注模中成型，高压成型注模的锁模压力为50-300Mpa，将注射了陶瓷浆料的高压成型初坯置于脱胶炉中，在50-900℃下脱胶保温5-6小时；烧结包括，将脱胶后初步成型的陶瓷制品装入空气箱式炉的坩埚中，所述坩埚中添加有埋粉，在1450-1550℃下烧结保温48小时以上，然后17-19小时内冷却到200℃以下，出炉。

本申请的另一面公开了一种阀副结构，包括阀套和阀芯，阀套为圆筒形，具有圆筒状的阀套腔，阀套腔的腔壁开设有阀套进油口、至少一个阀套工作油口和阀套回油口；阀芯为圆柱形，圆柱形阀芯装于圆筒状的阀套腔内，阀芯的圆柱面上具有至少三个环形槽，阀芯与阀套腔的内壁形成滑动副；阀芯与阀套为间隙密封，间隙密封的间隙大小取值范围为0.001-0.009mm。需要说明的是，本申请的阀副结构包括两种型号的阀副结构，即常规通径的阀副结构和大通径的阀副结构，常规通径的阀副结构其间隙密封的间隙大小取值范围为0.001-0.008mm，阀套进油口、阀套工作油口和阀套回油口的通径取值范围为2.5-6.5mm。而大通径的阀副结构，其间隙密封的间隙大小取值范围为0.003-0.009mm，阀套进油口、阀套工作油口和阀套回油口的通径取值范围为6.5-20mm。

优选的，阀套和阀芯为采用本申请的制备方法制备的特陶阀套和特陶阀芯。

本申请的另一面公开了一种柱塞副，包括柱塞套和柱塞芯，柱塞套为圆筒形，具有圆筒状的柱塞套腔，柱塞芯为圆柱形，圆柱形的柱塞芯装于圆筒状的柱塞套腔内；柱塞副通径取值范围为4-67mm；柱塞芯与柱塞套为间隙密封，间隙密封的间隙大小取值范围为0.002-0.016mm，优选为0.003-0.012mm；柱塞套腔的腔壁开设进油口和出油口，圆柱形的柱塞芯表面设置有若干环形均压槽或螺旋油槽；或者柱塞套腔的腔壁和圆柱形的柱塞芯表面均为光面。需要说明的是，在柱塞套腔的腔壁和圆柱形的柱塞芯表面均为光面时，进油口和出油口是设计在柱塞套金属外壁或在柱塞套端面外金属结构中的。

优选的，柱塞套和柱塞芯为采用本申请的制备方法制备的特陶柱塞套和特陶柱塞芯。

可以理解，本申请的制备方法提供的是一种所制备的特陶不仅外表光鲜美观，而且特陶的硬度、抗弯曲性、断裂韧性、密度、抗冲击强度、耐温等性能都有所提高的高质量的制备方法，这种方法可以用于任何对特陶物理性能要求较高的特陶制品的制备；而不仅限于缸副、阀门、模具、刀具、高速轧机备件、耐酸碱磨件、高精度零件，以及高压、超高压液压领域使用的特陶阀副和柱塞副材料。

本申请的另一面公开了一种电磁换向阀，包括阀体、阀副结构和电磁铁组件；阀体具有阀体腔，阀体腔的内腔壁具有阀体进油口、至少一个阀体工作油口和阀套回油口；阀副结构包括阀套和阀芯；阀套和阀芯为采用本申请的制备方法制备的特陶阀套和特陶阀芯；阀套固定设置于阀体的阀体腔内，阀套具有阀套腔，阀套腔壁上开设有阀套进油口、至少一个阀套工作油口和阀套回油口，阀套工作油口与阀体工作油口连通，阀套进油口与阀体进油口连通，阀套回油口与阀体回油口连通；阀芯装于阀套的阀套腔内，阀芯与阀套形成滑动副且间隙密封，间隙密封的间隙大小为0.001-0.009mm；电磁铁组件控制所述阀芯在阀套的阀套腔内滑动，以控制指定的阀套工作油口与阀套进油口或阀套回油口连通。需要说明的是，其中间隙大小为0.001-0.009mm实际上包含了两种型号的电磁换向阀，即常规通径的电磁换向阀和大通径电磁换向阀；常规通径的电磁换向阀中，间隙大小为0.001-0.008mm；大通径电磁换向阀中，间隙大小为0.003-0.009mm。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的特陶制备方法，与现有的在特陶原料中直接加入黑色釉料、高温陶瓷色粉等方法相比，采用真空高温渗碳处理对初步成型并经过烧结的特陶制品进行再处理，渗碳深度达8mm-10mm，不仅成品色彩一致性大幅提高，外表光鲜美观，而且特陶的硬度、抗弯曲性、断裂韧性、密度、抗冲击强度、耐温等性能都有所提高。

附图说明

图1为本申请的实施例中特陶制备方法的流程图；

图2为本申请实施例中电磁换向阀的结构示意图；

图3为本申请实施例中阀副结构的结构示意图；

图4为本申请实施例中阀芯的结构示意图；

图5为本申请实施例中超高压泵的结构示意图；

图6为本申请实施例中柱塞副的结构示意图。

具体实施方式

针对现有特种陶瓷材料制作高压、超高压柱塞副和阀副性能的不足，本申请首次在特陶制备方法中采用真空高温渗碳处理，渗碳深度达8mm-10mm，在得到如黑色氧化锆特陶材料的同时，成品色彩一致性大幅提高外表光鲜美观，而且，硬度提高明显，HRA提高1-2度，特陶的硬度、抗弯曲性、断裂韧性、密度、抗冲击强度、耐温等性能都有所提高。

本申请的一种实现方式中，采用了一种改进的成型方式，即高压注射成型，本申请在制作用于电磁换向滑阀的特陶阀副G型阀芯时，采用该高压注射成型。高压注射成型与真空高温渗碳处理结合的工艺方法既完全满足了高压、超高压电磁换向滑阀中特种陶瓷材料阀芯和阀套的各种技术性能要求，又满足了G型阀芯类特殊的盲孔型内腔体的制作工艺，填补了电磁换向滑阀使用特陶G型阀芯的空白。并且，采用本申请的制备方法后，产品成品率明显提高。本申请的另一种实现方式中，还采用了一种改进的等静压成型，将在以下实施例中详细介绍。

需要说明的是，本申请的特陶制备方法的一个关键点在于，在产品初步成型及烧结完成后，再对特陶进行真空高温渗碳处理；可以理解，产品初步成型的方法除了本申请中提到的干压法、等静压法和高压注射法以外，其它的成型方法同样可以适用于本申请。此外，还需要说明的是，本申请的制备方法虽然是针对特陶柱塞副和阀副材料而设计的，可以理解，本申请的制备方法同样可以用于其它领域，以制备出高性能的特陶产品，比如：缸副、阀门、刀具、模具、高速轧机备件、耐酸碱磨件、高精度零件等。

本申请中，将电磁换向阀液压***中工作压力小于35Mpa定义为常压，35Mpa-63Mpa(含35Mpa，不含63Mpa)定义为次高压，63-100Mpa(含63Mpa，不含100Mpa)定义为高压，将100Mpa-400Mpa(含100Mpa,不含400Mpa)定义为超高压，将400Mpa(含400Mpa)以上称作超超高压。油口通径在6mm以下的电磁阀或阀副结构称为常规通径电磁换向阀或常规通径阀副结构,油口通径大于6mm的电磁阀或阀副结构称为大通径电磁换向阀或大通径阀副结构。

下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例一

本例以氧化锆为主要原料制备特陶，具体的，如图1所示，按照常规生产方式调制好陶瓷原料即混料，陶瓷制品的初步成型采用等静压成型，然后烧结，烧结完成后进行真空高温渗碳处理。

等静压成型包括，以干压成型或挤压成型制得特陶生坯，生坯加装柔性套模后一起放入等静压高压容器中，容器中充满压力传递介质，压力传递介质为水，3分钟内加压到150Mpa，保压5分钟，2分钟泄压完成后取出坯件除去套模。初步成型后的烧结包括，将初步成型的陶瓷制品放入烧结炉内烧结，温度1600度，升温和烧结共计22小时，炉内在17小时内冷却到180℃，出炉。出炉后可以直接进行真空高温渗碳处理，或者存储备用批量进行真空高温渗碳处理。

真空高温渗碳处理具体包括，将烧结后的制品放入内置石墨坩埚的高温真空炉内，在真空度5.5Pa，加热温度1450，在无相变的情况下进行渗碳处理4.5小时，然后再保温8小时使渗碳均匀，然后冷却到180℃，出炉。出炉后对坯件进行粗磨、精磨等后续处理以获得合格的特陶制品。

为了进一步提高渗碳效果，在进行真空高温渗碳处理中，本实施例还在石墨坩埚的内表面埋有活性炭粉，试验证实200-300目的活性炭粉均能满足使用需求。需要说明的是，本例采用的石墨坩埚，是高强度石墨制成的模具，能够满足高温真空的处理要求。

对本例制备的特陶阀副的基本性能进行检测，结果显示，渗碳深度达8mm-10mm，在得到黑色氧化锆的同时，成品色彩一致性大幅提高，外表光鲜美观，而且，硬度提高明显，HRA提高1-2度，自85-87提高到88-90。同时，相较于没有进行真空高温渗碳处理的特陶，经过本例的真空高温渗碳处理后，特陶的硬度、抗弯曲性、断裂韧性、密度、抗冲击强度、耐温等性能都有所提高。

本例的等静压成型中，只要在1-5分钟内加压到100-200Mpa，且保压2-6分钟，并在1-3分钟内泄压完成，都可以满足成型要求。在对烧结时后取出坯件除去套模。初步成型后的烧结中，烧结温度1450-1850度，升温和烧结共计16-26小时均可烧结出符合要求的特陶制品；冷却时，只要在炉内于16-18小时内冷却到200℃以下即可出炉。

本例的真空高温渗碳处理中，真空度、加热温度、加热渗碳时间、保温均匀时间和冷却温度等，经试验证实真空度5-6Pa，加热温度1400℃-1500℃，渗碳处理4-5小时，渗碳完成后，保温3-10小时，优选7-9小时，可以使渗碳均匀，从而制备出性能相当的特陶阀副，至于冷却温度，通常在炉中，只要在16-18小时内冷却到200℃以下出炉即可。

实施例二

本例分别以氧化锆和氮化硅为原材料制备特陶。同样的，首先按照常规的特陶配制方法分别配制氧化锆和氮化硅特陶浆料。与实施例一不同的是，本例采用高压注射成型，并且烧结的方式也略微不同，其余与实施例一相同。本例的高压注射成型包括，将陶瓷浆料注射到高压成型注模中，锁模压力为150Mpa，以高压注射成型，在脱胶炉中400℃下脱胶保温5.5小时，装入空气箱式炉中，并且在空气箱式炉的坩埚中加埋粉，在1500℃下烧结保温50小时，然后18小时内冷却到180℃，出炉。出炉后自然冷却，然后对坯件进行真空高温渗碳处理。其中，埋粉的材料为对应的特陶浆料的干粉。

本例制备的特陶，其硬度、抗弯曲性、断裂韧性、密度、抗冲击强度、耐温等性能都有所提高，能够用于高压、超高压液压***的电磁换向阀中。

本例中，经过试验证实，锁模压力为50-300Mpa，脱胶炉中温度50-900℃，脱胶保温5-6小时，然后在空气箱式炉中1450-1550℃下烧结保温48小时以上，所制备出的特陶阀芯均能够满足使用需求，至于冷却出炉，只要在17-19小时内冷却到200℃以下均可。

实施例三

本例制备了一种用于电磁换向阀阀副的G型阀芯。本例的G型阀芯采用实施例二的制备方法制备。本例的G型阀芯能够满足使用需求，能够用于63Mpa以上高压、超高压液压***的电磁换向阀中。本例的特陶G型阀芯，填补了电磁换向阀使用特陶阀芯的空白；并且采用实施例二的制备方法后产品成品率还明显提高，提高了生产质量和生产效率。

实施例四

本例制备了一种用于大通径电磁换向阀的阀副结构。本例的大通径电磁换向阀，如图2所示，包括阀体31、阀套32、阀芯33和电磁铁组件，其中阀套32和阀芯33，构成一对阀副结构。本例的阀套和阀芯均采用实施例一的制备方法制备。

阀副结构，如图3所示，包括阀套32和阀芯33，该阀套32具有阀套腔321，阀套腔321壁上开设有阀套进油口P1、两个阀套工作油口A1、B1，和阀套回油口T，需要说明的是工作油口可以为一个以上，本实施例为两个。该阀芯33装于阀套腔321内。阀芯33表面与阀套腔321的内壁密封配合且形成滑动副，在滑动过程中，通过阀芯33的外表面使阀套进油口P1与指定的阀套工作油口连通，如阀套进油口P1与工作油口A1连通，工作油口B1与阀套进油口P1断开，并且工作油口B1与阀套回油口T连通；或阀套进油口P1与工作油口B1连通和关闭，工作油口A1与阀套进油口P1断开，并且工作油口A1与阀套回油口T连通。

其中，阀套32与阀芯33的密封配合是指阀芯33与阀套32之间为间隙密封。本实施例的阀套进油口、阀套工作油口和阀套回油口的通径取值范围为6.5-20mm，如通径取6.5、10、20mm等。间隙密封的间隙大小为0.003-0.009mm。

关于油口通径和间隙大小的选取，这里给出几组示例：

1、阀套进油口、阀套工作油口和阀套回油口的通径为10mm，间隙密封的间隙大小为0.003-0.006mm，例如0.005mm，其中0.003mm间隙适用于120Mpa以下的电磁换向阀，0.005mm间隙适用于100Mpa以下的电磁换向阀，0.006mm间隙适用于70Mpa以下的电磁换向阀。

2、阀套进油口、阀套工作油口和阀套回油口的通径为20mm，间隙密封的间隙大小为0.005-0.009mm，其中0.005mm间隙适用于100Mpa以下的电磁换向阀，0.009mm间隙适用于50Mpa以下的电磁换向阀。

3、阀套进油口、阀套工作油口和阀套回油口的通径为20mm，间隙密封的间隙大小为0.006-0.007mm，其中0.007mm间隙适用于70Mpa以下的电磁换向阀。

本实施例中所采用的特陶材料耐磨度、寿命、硬度、密度、耐压度都大幅提高，有很好的自润滑性和抗蚀性，同时由于特陶材料较小的热胀冷缩性能、较高的硬度和弹性模量，因而加工热胀变形和冷塑性都较小，因此可运用于通径大于的电磁换向阀，达到密封要求。

由于特陶阀副能够达到间隙密封要求的精度，因此完全可以不用另外的密封材料，直接利用运动件之间的微小间隙起密封作用。而且由于配合阀副之间有间隙存在，所以摩擦力小，发热少，寿命长。而不用任何密封材料，所以特陶阀副结构简单紧凑，尺寸小。

而且由该特陶材料制成的特陶阀副耐温很高，可在高温环境中使用。由于特陶材料具有较好的自润滑性，其能用于各种流体介质，还因为其很好的抗蚀性，可广泛应用到酸碱盐等腐蚀性环境中，如海洋、化工、石油等领域。

该特陶材料较小的热胀冷缩性能、较高的硬度和弹性模量，因而加工热胀变形和冷塑性都较小。所以，不单可以达到间隙密封要求的精度，还有利于在线配合检测和超精尺寸控制，可以做到阀芯与阀套的通配，便于更换零部件，适合批量生产。

请继续参考图2，阀体31具有阀体腔，阀体腔的内腔壁具有阀体进油口P2、阀体工作油口A2、B2和阀体回油口(未示出)。阀副结构中阀套32固定镶嵌于阀体腔内，阀套进油口P1与阀体进油口P2连通，阀套工作油口A1与阀体工作油口A2连通,阀套工作油口B1与阀体工作油口B2连通，其中，阀套进油口P1、两个阀套工作油口A1、B1和阀套回油口T分别与阀体进油口P2、阀体工作油口A2、B2和阀体回油口通径大小适配。

该电磁铁组件分为第一电磁铁组件和第二电磁铁组件，该第一电磁铁组件包括电磁铁341，线圈351，插头361，顶出机构和弹簧。该第二电磁铁组件包括电磁铁342，线圈352，插头362，顶出机构和弹簧。

电磁铁通过顶出机构作用于阀芯33，使阀芯33在阀套腔321内滑动，连通或关闭各个油口，从而控制液压执行元件，如液压杆、液压马达，的换向或启停。即利用电磁铁的通、断电而直接推动阀芯33来控制油口的连通状态也就是利用电磁吸引力操纵阀芯33换位方向的控制阀。以上只是简述该电磁铁组件的控制过程，实际上该电磁铁组件控制阀芯的过程原理与现有电磁换向阀相同，这里就不再赘言。

对于阀套32与阀体腔的内腔壁固定镶嵌可以采用紧配合固定，具体操作是将阀体31和阀套32加热，在一定温度下将阀套32嵌入阀体31的阀体腔内，冷却后二者实现紧配合镶嵌结构。

为了加强阀套32与阀体的固定，在阀套32的外表面上可设置至少一圈环形凹槽。

如图4所示，阀芯33的轴肩331上还具有均压槽332，均压槽的数量是现有普通通径电磁换向阀上均压槽数量的0.75-1.25倍，例如为5～7个。均压槽宽0.1～0.3mm，例如0.2mm，深为1.0～1.5mm。设置均压槽332的目的是加强其径向压力均布性、减少液压阻力、增加其对中性和减少泄漏。

由于该特种特陶材料的优异工程特性，120℃以下膨胀基本为零密封性不受影响，且特种特陶材料，其耐磨度、寿命、硬度、密度、耐压度都大幅提高，可满足高压、超高压液压***用电磁换向阀的技术需求。

此外，本例还采用实施例一的方法制备了用于6mm及以下的常规通径的超高压电磁换向阀的阀副结构，阀副结构的物理结构参考大通径电磁换向阀的阀副结构，其区别在于，间隙密封的间隙大小为0.001-0.008mm，其中0.001mm间隙适用于200Mpa以下的电磁换向阀，0.008mm间隙适用于50Mpa以下的电磁换向阀。或者间隙密封的间隙大小可以为0.002-0.005mm，其中0.002mm间隙适用于150Mpa以下的电磁换向阀，0.005mm间隙适用于70Mpa以下的电磁换向阀。或者间隙密封的间隙大小可以为0.003-0.004mm，其中0.003mm间隙适用于120Mpa以下的电磁换向阀，0.004mm间隙适用于100Mpa以下的电磁换向阀。常规通径电磁换向阀的测试结果显示，常规通径的电磁换向阀的换向性能、压力损失、内泄露量、换向和复位时间、换向频率、使用寿命等性能指标相对现有金属阀副制成的电磁换向阀都有明显提升，完全可实现在63Mpa以上的高压、超高压以及超超高压液压***的正常使用。

实施例五

本例制备了一种用于超高压泵的柱塞副。采用本例的柱塞副的超高压泵，其工作压力可达100-200Mpa，如图5所示，超高压泵由补油泵51、换向阀52、低压溢流阀53、泵体54、壳体55、斜盘56、柱塞泵斜盘轴57、复位弹簧58、柱塞副59、吸油阀510、吸油螺钉512、环形集油阀513和下端盖514组成。其中柱塞副59如图6所示，包括柱塞冒591、柱塞体592、柱塞套593和柱塞芯594，柱塞冒591设置于柱塞芯594末端，柱塞套593固定在柱塞体592的空腔内，柱塞芯594与柱塞套593呈紧密滑动配合，柱塞体592和柱塞冒591采用金属制备。其中，柱塞套593和柱塞芯594为采用实施例一的方法制备的特陶柱塞套和特陶柱塞芯。

超高压泵在运行时，柱塞副自身的机械加工和机械物理性能要求是非常高的，因为，柱塞副59连同金属柱塞体一起固定于泵体54上，柱塞泵斜盘轴57在电机带动下于1100-1450转/min的速度高速旋转，斜盘56和复位弹簧58反复不断给与柱塞副的柱塞芯以高速压下提升作用，从而实现柱塞副的抽吸油功能。不难看出，柱塞芯轴向运动的同时，承受着较大的侧向力，所以，柱塞副不单单要求非常好的配合间隙、同轴度、光洁度，保证间隙配合密封，还需要较好的机械物理性能，尤其是很高的抗冲击强度和断裂韧性，这是通常特陶材料无法达到的。而采用实施例一的制备方法制备的特陶柱塞套和特陶柱塞芯，完全可以满足在高压、超高压液压柱塞泵等泵类中的正常使用。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围，比如采用本申请的方法制备其它性能要求较高的特陶产品。

Claims (8)

1.一种特陶的制备方法，包括陶瓷制品的初步成型和烧结，其特征在于：对烧结后的陶瓷制品进行真空高温渗碳处理；所述真空高温渗碳处理包括，将烧结后的陶瓷制品放入内置石墨坩埚的高温真空炉内，在真空度5-6Pa，加热温度1000℃-1500℃，在无相变状态下进行高温渗碳，高温渗碳后再保温使渗碳均匀，然后冷却出炉；

所述陶瓷制品的初步成型和烧结中，所述初步成型采用等静压成型或者采用高压注射成型；

所述等静压成型包括，以干压成型或挤压成型制得特陶生坯，生坯加装柔性套模后一起放入等静压高压容器中，容器中充满压力传递介质，所述压力传递介质包括水或油，1-5分钟内加压到100-200Mpa，保压2-6分钟，1-3分钟泄压完成后取出坯件除去套模；相对应的烧结包括，将初步成型的陶瓷制品放入烧结炉内烧结，温度1450-1850度，升温和烧结共计16-26小时，炉内在16-18小时内冷却到200℃以下，出炉；

所述高压注射成型包括，以高压将陶瓷浆料注射到高压成型注模中成型，所述高压成型注模的锁模压力为50-300Mpa，将注射了陶瓷浆料的高压成型注模置于脱胶炉中，在50-900℃下脱胶保温5-6小时；相对应的烧结包括，将脱胶后初步成型的陶瓷制品装入空气箱式炉的坩埚中，所述坩埚中添加有埋粉，在1450-1550℃下烧结保温48小时以上，然后17-19小时内冷却到200℃以下，出炉。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述加热温度为1400℃-1500℃，高温渗碳的时间为4-5小时；保温使渗碳均匀的时间为3-10小时。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述保温使渗碳均匀的时间为7-9小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述冷却出炉具体为，在16-18小时内冷却到200℃以下，出炉。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述石墨坩埚的内表面埋有200-300目的活性炭粉。

6.一种阀副结构，其特征在于：包括阀套和阀芯，所述阀套和阀芯为采用权利要求1-5任一项所述的制备方法制备的特陶阀套和特陶阀芯；所述阀套为圆筒形，具有圆筒状的阀套腔，所述阀套腔的腔壁开设有阀套进油口、至少一个阀套工作油口和阀套回油口；

所述阀芯为圆柱形，圆柱形阀芯装于圆筒状的阀套腔内，阀芯的圆柱面上具有至少三个环形槽，所述阀芯与阀套腔的内壁形成滑动副；阀芯与阀套为间隙密封，所述间隙密封的间隙大小取值范围为0.001-0.009mm。

7.一种柱塞副，其特征在于：包括柱塞套和柱塞芯，所述柱塞套和柱塞芯为采用权利要求1-5任一项所述的制备方法制备的特陶柱塞套和特陶柱塞芯；所述柱塞套为圆筒形，具有圆筒状的柱塞套腔，所述柱塞芯为圆柱形，圆柱形的柱塞芯装于圆筒状的柱塞套腔内；所述柱塞副通径取值范围为4-67mm；

所述柱塞芯与柱塞套为间隙密封，所述间隙密封的间隙大小取值范围为0.002-0.016mm；

所述柱塞套腔的腔壁开设进油口和出油口，圆柱形的柱塞芯表面设置有若干环形均压槽或螺旋油槽；或者所述柱塞套腔的腔壁和圆柱形的柱塞芯表面均为光面。

8.根据权利要求7所述的柱塞副，其特征在于：所述间隙密封的间隙大小取值范围为0.003-0.012mm。