[发明专利]一种G-M型低温制冷机旋转阀体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种G‑M型低温制冷机旋转阀体及其制备方法，属于材料加工技术领域。G‑M型低温制冷机旋转阀体包括铝合金旋转阀体和氧化铝陶瓷膜。铝合金旋转阀体的阀体本体具有用于设置工作凸台的第一表面以及与第一表面相对的第二表面，高压开孔和低压槽均设置于工作凸台，通气孔设置于第一表面，高压开孔和通气孔均贯穿阀体本体，气室开设于第二表面。氧化铝陶瓷膜镀于铝合金旋转阀体的表面。其具有启动扭矩小，工作面硬度高、耐磨性好，密封性能好及使用寿命长等优点。制备方法包括：采用微弧氧化工艺将氧化铝陶瓷膜镀于铝合金旋转阀体的表面。该方法简单，易操作，能有效避免气体中的夹杂物颗粒对阀体表面造成损伤，具有较佳的密封效果。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，且特别涉及一种G-M型低温制冷机旋转阀体及其制备方法。

背景技术

旋转阀是G-M型低温制冷机的核心部件，用以控制制冷机进排气时序。旋转阀中的转子和定子通常具有紧密的机械接触，在接触面上会有较大的摩擦力，造成阀芯磨损严重；同时阀芯旋转也需要较大扭矩，引起电机负荷增大。当制冷机长时间运行时，阀芯磨损的问题就越加突出，将直接影响制冷机的性能甚至使用寿命。

目前制冷机的摩擦副大多是金属-金属和金属-塑料等。使用一段时间后，不可避免的摩擦损耗导致间隙增大，漏气、串气加重，降低制冷效率和寿命。因而采用新材料提高制冷机寿命的工作具有重要意义。

传统旋转阀芯采用Rulon(聚四氟材料)材料制作，它具有自润滑作用。这种阀结构简单，但精度要求较高，在制冷机工作过程中，钢质阀座与聚四氟材料阀芯始终处于旋转摩擦状态，为了保证配气角的精确，阀体上的通气孔没有倒角比较锋利，长时间运行后会发生阀芯配气腔磨损，实际加工误差的存在使得配气阀受力不均，磨损加剧，配气腔磨损后无法补偿，使串气加重，导致旋转阀运转的可靠性较差，寿命不长，这将直接影响到制冷机的运行可靠性。

先进陶瓷材料由于具有高的比强度、比刚度，良好的尺寸稳定性和耐磨擦性，已经在很多领域得到应用。但由于陶瓷材料化学键的本质，使得在材料中裂纹扩展时没有其它的机制可以吸收断裂功，只有依赖断裂形成新表面的表面能来消耗裂纹的扩展能量，因而陶瓷的韧性很低。此外采用块体陶瓷材料制作阀芯，加工难度大，尺寸精度难以保证，且成本较高，限制了其应用特点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种G-M型低温制冷机旋转阀体，该G-M型低温制冷机旋转阀体具有启动扭矩小，工作面硬度高、耐磨性好，密封性能好及使用寿命长等优点。

本发明的目的之二在于提供一种上述G-M型低温制冷机旋转阀体的制备方法，该方法简单，易操作，能有效避免气体中的夹杂物颗粒对阀体表面造成损伤，具有较佳的密封效果。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种G-M型低温制冷机旋转阀体，其包括铝合金旋转阀体和氧化铝陶瓷膜。

铝合金旋转阀体包括阀体本体、高压开孔、工作凸台、低压槽、通气孔和气室。

阀体本体具有用于设置工作凸台的第一表面以及与第一表面相对的第二表面，高压开孔和低压槽均设置于工作凸台，高压开孔沿第一表面到第二表面的方向贯穿阀体本体；通气孔设置于第一表面并沿第一表面到第二表面的方向贯穿阀体本体；气室开设于第二表面。

氧化铝陶瓷膜镀于铝合金旋转阀体的表面。

本发明还提出一种上述G-M型低温制冷机旋转阀体的制备方法，包括以下步骤：采用微弧氧化工艺将氧化铝陶瓷膜镀于铝合金旋转阀体的表面，微弧氧化工艺包括：以置于电解液中的铝合金旋转阀体作为处理阳极，施加占空比为20-50％的400-550V正向电压以及占空比为30-80％的50-200V的负向电压，于频率为100-1000Hz以及电解液温度为25-60℃的条件下处理60-90min。