一种高弹性金属密封环的制造方法及系统与流程

本发明涉及金属材料的复杂成形制造，具体涉及一种高弹性金属密封环的制造方法及系统。

背景技术：

1、金属密封环是电液伺服阀上的密封元件。要求有高弹性、高强度极限、高疲劳极限，能在高温和低温环境下均能保持良好的弹性性能，以达到伺服阀内部具有高压力的液压油不泄露的目的。因此需要发明一种高弹性的金属密封环来满足其要求。金属密封环在产品中的装配示意图，见图1。这种金属密封环壁薄，壁厚约0.2mm；横截面呈c字型，图2所示。由于金属密封环具有壁薄，横截面呈c字型，材料弹性性能高等特点。并且金属密封环是截面呈c字型的圆环状薄壁零件，应用传统凹模、凸模的方式很难实现。主要是因为这种结构无法实现凸模挤压和凸模从c字型结构中取出(c字出口尺寸比其内部最大尺寸小)。因而金属密封环从选材、成形方法、模具设计、热处理工艺、金相组织检测等方面的制造方法均存有一定难度。急需发明一种高弹性金属密封环的制造方法及系统来解决。

技术实现思路

1、本发明的目的：为解决金属密封环壁薄，横截面呈c字型，弹性性能要求高等特点，采用镍铍合金作为其原材料。利用其固溶处理后具有良好塑性的特点，对其进行塑性成形，采用独特的液态成形方案解决c字型圆环的凸模不易取出的问题。加之合适的时效热处理和金相组织检测把控方案，使其具有良好的弹性性能。本发明提供一种高弹性金属密封环的制造方法及系统，实现高弹性金属密封环的制备。其原理是镍铍合金材料经固溶处理后延伸率大于30％，具有很好的塑性成形能力，可以通过合理的成形方案解决c字型圆环成形难的问题；经合适时效处理工艺后屈服强度大于1400mpa，使金属密封环具有良好的弹性性能，保证其工作过程中的密封性，解决容易漏油的问题。

2、所述技术方案如下：

3、一种高弹性金属密封环的制造方法，所述方法包括以下步骤：

4、步骤1：对镍铍合金带材进行固溶处理；

5、步骤2：把经固溶处理后的镍铍合金带材，应用深拉延的成形方法加工成圆管形毛坯件；

6、步骤3：将圆管形毛坯件切割成一定尺寸的圆筒形毛坯件；

7、步骤4：把切割好的圆筒形毛坯件，再次进行固溶处理；

8、步骤5：把经步骤4固溶处理后的圆筒形毛坯件放在液压成形模具中；

9、步骤6：开启液压成形设备，向液压成形模具中通入高压液压油，并进行保压；

10、步骤7：关闭液压成形设备，放出高压液压油，拆卸液压成形模具，取出已成形完成的金属密封环毛坯；

11、步骤8：对已成形的金属密封环毛坯进行时效处理；

12、步骤9：对时效处理后的金属密封环毛坯进行金相组织检验及评定，确保其具有良好的显微组织，使其具有良好的弹性性能；

13、步骤10：对金相组织检验合格的金属密封环毛坯进行双面磨，保证两端面平行度达到要求；

14、步骤11：对双面磨后的金属密封环进行镀银表面处理，完成金属密封环的制造。

15、进一步，步骤1中，使用镍铍合金带材作为高弹性金属密封环的材料。

16、进一步，步骤1中，固溶处理工艺为固溶温度1050℃，保温0.5小时，水冷。

17、进一步，步骤4中，固溶温度1050℃，保温0.5小时，水冷。

18、进一步，步骤6中，保压时间为3～5min。

19、进一步，步骤8中，时效处理工艺为时效温度490℃，保温1.5小时，空冷。

20、进一步，步骤10中，两端面平行度达到15μm。

21、进一步，步骤11中，镀银层厚度为20μm。

22、一种高弹性金属密封环的制造系统，用于所述的方法，所述系统包括：液压成形模具、液压成形设备，

23、液压成形模具用于高弹性金属密封环的成形；

24、液压成形模具包括两个对称的成形单元，所述的两个成形单元连接，所述的两个成形单元内部形成用于放置圆筒形毛坯件的空腔，两个成形单元相对的面上均设置有与金属密封环外形尺寸相同的成形腔，所述两个成形单元上端及下端分别设置上压板和下压板，所述的上压板上设置输油管嘴；

25、液压成形设备，用于高弹性金属密封环的成形过程中连接液压成形模具，再向液压成形模具持续输入高压液压油，之后持续保压，使经固溶处理后的圆筒形毛坯件在模具中发生塑性变形，完成高弹性金属密封环的成形。

26、进一步，液压成形模具设有安装销、安装孔和定位键槽，所述的两个成形单元通过安装销、安装孔连接，定位键槽用于实现两个成形单元与上压板和下压板之间的定位、装配和拆卸。

27、本发明的有益效果：

28、通过本发明，采用具有良好的冷加工塑性，优良的弹性性能镍铍合金材料；应用设计的油压成形方案解决c字型圆环的凸模不易取出的问题；利用金相组织检测的手段控制金属密封环热处理时效处理过程的富铍相脱溶效果，使其具有较佳的弹性性能；整套高弹性金属密封环的制造方法及系统可以保证此种薄壁c字型圆形金属密封环制备加工成功，且具备较高的弹性力学性能，解决了在不同环境温度下，有时伺服阀内部具有高压力的液压油会泄露的问题，提高了整个产品的质量及使用寿命。

技术特征：

1.一种高弹性金属密封环的制造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中，使用镍铍合金带材作为高弹性金属密封环的材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中，固溶处理工艺为固溶温度1050℃，保温0.5小时，水冷。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4中，固溶温度1050℃，保温0.5小时，水冷。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤6中，保压时间为3～5min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤8中，时效处理工艺为时效温度490℃，保温1.5小时，空冷。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤10中，两端面平行度达到15μm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤11中，镀银层厚度为20μm。

9.一种高弹性金属密封环的制造系统，其特征在于：用于权利要求1至8任一所述的方法，所述系统包括：液压成形模具、液压成形设备，

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：液压成形模具设有安装销、安装孔和定位键槽，所述的两个成形单元通过安装销、安装孔连接，定位键槽用于实现两个成形单元与上压板和下压板之间的定位、装配和拆卸。

技术总结本发明公开了一种高弹性金属密封环的制造方法及系统，方法包括步骤1：对镍铍合金带材进行固溶处理；步骤2：加工成圆管形毛坯件；步骤3：将圆管形毛坯件切割成圆筒形毛坯件；步骤4：把圆筒形毛坯件，进行固溶处理；步骤5：把圆筒形毛坯件放在液压成形模具中；步骤6：开启液压成形设备，向液压成形模具中通入高压液压油，进行保压；步骤7：关闭液压成形设备，放出高压液压油，拆卸液压成形模具，取出已成形完成的金属密封环毛坯；步骤8：对金属密封环毛坯进行时效处理；步骤9：对金属密封环毛坯进行金相组织检验及评定；步骤10：对金属密封环毛坯进行双面磨；步骤11：对双面磨后的金属密封环进行镀银表面处理。技术研发人员：刘松,陈云,巩丁受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心技术研发日：技术公布日：2024/12/2