燃油噴射系統用耐磨控制閥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃油噴射系統控制閥及其制備方法，尤其涉及燃油噴射系統用耐磨控制閥。
【背景技術】
[0002]燃油噴射系統是指在一定的壓力下，利用噴油器將一定數量的燃料直接噴入氣缸或進氣道內的燃油供給裝置。根據噴射燃料種類的不同，可以分為汽油噴射系統、柴油噴射系統、氣體燃料噴射系統等。而根據其控制方式的不同，可分為機械控制式、電子控制式以及機電混合控制式。控制閥在噴射系統中起著至關重要的作用，現有的控制閥由于不斷和閥球進行接觸，同時，也受到燃油的噴射，容易導致閥口處的磨損和腐蝕。
【發明內容】
[0003]鑒于現有技術存在上述缺陷，本發明的目的在于提供一種燃油噴射系統用耐磨控制閥及其制備方法。
[0004]本發明的目的，將通過以下技術方案得以實現:
燃油噴射系統用耐磨控制閥，所述控制閥包括閥體及閥球，所述閥體的截面呈T形，所述閥球與所述閥體接觸，使得控制閥進行閥體內介質的流通與閉合，所述閥體上端開設有一錐形凹槽，所述閥球置于閥芯的錐形凹槽內，所述閥體的中心開設有一噴射口，所述噴射口與錐形凹槽共軸，所述錐形凹槽的截面呈三角狀，所述錐形凹槽的凹槽面上涂覆有耐磨層。
[0005]優選地，所述耐磨層由金屬底層及置于金屬底層上的至少兩層CrN納米層組成。
[0006]優選地，所述金屬底層厚度為0.1 μ m-1 μ m，每層CrN納米層厚度為20_200nm，所述CrN納米層總厚度為I μ m-4 μ m。
[0007]燃油噴射系統用耐磨控制閥的制備方法，包括如下步驟:
51、對控制閥進行表面清洗；
52、清洗完的控制閥置于鍍膜真空室內，抽至5*104Pa以上的真空度；
53、在所述控制閥的錐形凹槽的凹槽面采用陰極電弧技術制備耐磨層；
531、將鍍膜腔體真空度抽到5.0X10 4Pa,腔體內部加熱溫度達到100°C，通入純度為99.999%的高純氬氣，流量10~70sCCm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.5-3.0Pa ;
532、開啟Cr、T1、Ni或Ge中任意一種金屬靶的弧電源，電源功率l~4kW，工件上施加-30~-100V負偏壓，沉積時間3~20分鐘，沉積金屬底層厚度為0.1 μπι -1 μπι ;
533、將鍍膜腔體真空度抽到5.0 X 10 4Pa，通入純度為99.999%的高純氮氣，流量20~120sCCm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.5-3.0Pa，開啟帶有Cr靶的弧電源，電源功率l~4kW ;每層沉積時間3~10分鐘，沉積涂層厚度20-200nm，每一層的CrN納米層的負偏壓按照_51V遞增進行制備。。
[0008]本發明突出效果為:提高了燃油噴射系統中控制閥的耐磨性及耐腐蝕性，使得控制閥的使用壽命大大的延長。
[0009]以下便結合實施例附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本發明技術方案更易于理解、掌握。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的控制閥的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1，本發明燃油噴射系統用耐磨控制閥，所述控制閥包括閥體1及閥球(圖中未示意)，所述閥體1的截面呈T形。所述閥球與所述閥體1接觸，使得控制閥進行閥體內介質的流通與閉合。所述閥體上端2開設有一錐形凹槽3，所述閥球置于閥芯的錐形凹槽3內，所述閥體的中心開設有一噴射口 4，所述噴射口 4與錐形凹槽3共軸，所述錐形凹槽3的截面呈三角狀，所述錐形凹槽3的凹槽面上涂覆有耐磨層。所述耐磨層由金屬底層及置于金屬底層上的至少兩層CrN納米層組成。所述金屬底層厚度為0.1 μηι-1 μπι，每層CrN納米層厚度為20-200nm，所述CrN納米層總厚度為1 μ m_4 μ m。本發明中涂層硬度彡HV1800，結合力>100N，摩擦系數為0.2-0.5，涂層后表面粗糙度變化值Δ Ra〈10nm，耐溫達到800°C。
[0012]所述的燃油噴射系統用耐磨控制閥的制備方法，包括如下步驟:
51、對控制閥進行表面清洗；
52、清洗完的控制閥置于鍍膜真空室內，抽至5*104Pa以上的真空度；
53、在所述控制閥的錐形凹槽的凹槽面采用陰極電弧技術制備耐磨層；
531、將鍍膜腔體真空度抽到5.0X10 4Pa，腔體內部加熱溫度達到100°C，通入純度為99.999%的高純氬氣，流量10~70sCCm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.5-3.0Pa ;
532、開啟Cr、T1、Ni或Ge中任意一種金屬靶的弧電源，電源功率l~4kW，工件上施加-30~-100V負偏壓，沉積時間3~20分鐘，沉積金屬底層厚度為0.1 μπι -1 μπι ;
533、將鍍膜腔體真空度抽到5.0 X 10 4Pa，通入純度為99.999%的高純氮氣，流量20~120sCCm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.5-3.0Pa，開啟帶有Cr靶的弧電源，電源功率l~4kW ;每層沉積時間3~10分鐘，沉積涂層厚度20-200nm，每一層的CrN納米層的負偏壓按照-5~-10V遞增進行制備。
[0013]制備過程中通過控制每層的沉積時間和電源功率來控制涂層的厚度、通過改變負偏壓的大小調整單層涂層的硬度，隨著負偏壓值的增大，涂層硬度逐漸增加。偏壓較小時，涂層結晶度差，顆粒尺寸和數目較大，中斷涂層的連續生長，涂層內部空洞、疏松和缺陷較多，涂層硬度偏低。隨著偏壓的增加，涂層的致密度增加，晶粒變小，根據Hall-Petch關系，涂層晶界多，阻礙位錯運動能力強，使得涂層硬度增加。但是隨著偏壓進一步增大，以較高能量的正離子所攜帶局部熱能緩解晶格畸變，導致壓縮應力減小，硬度下降。每層涂層的硬度按照梯度增加可以有效提高涂層與基材的附著性以及涂層的硬度。
[0014]由于本發明中CrN納米涂層為多層結構，所以涂層中不會出現結構一致的柱狀晶。單層涂層中的孔隙不會在相鄰兩層中延續，故整個涂層中不會出現類似單層CrN涂層中的貫穿孔隙，涂層的耐腐蝕能力得到有效提升。
[0015]當然所述方法還可以采用磁控濺射、陰極電弧等PVD沉積法、PECVD沉積方法、CVD沉積方法。
[0016]本發明尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.燃油噴射系統用耐磨控制閥，其特征在于:所述控制閥包括閥體及閥球，所述閥體的截面呈T形，所述閥球與所述閥體接觸，使得控制閥進行閥體內介質的流通與閉合，所述閥體上端開設有一錐形凹槽，所述閥球置于閥芯的錐形凹槽內，所述閥體的中心開設有一噴射口，所述噴射口與錐形凹槽共軸，所述錐形凹槽的截面呈三角狀，所述錐形凹槽的凹槽面上涂覆有耐磨層。2.根據權利要求1所述的燃油噴射系統用耐磨控制閥，其特征在于:所述耐磨層由金屬底層及置于金屬底層上的至少兩層CrN納米層組成。3.根據權利要求2所述的燃油噴射系統用耐磨控制閥，其特征在于:所述金屬底層厚度為0.1 μ m-1 μ m，每層CrN納米層厚度為20_200nm，所述CrN納米層總厚度為1 μ m_4 μ m。4.如權利要求1所述的燃油噴射系統用耐磨控制閥的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: S1、對控制閥進行表面清洗； S2、清洗完的控制閥置于鍍膜真空室內，抽至5*104Pa以上的真空度； S3、在所述控制閥的錐形凹槽的凹槽面采用陰極電弧技術制備耐磨層； S31、將鍍膜腔體真空度抽到5.0X10 4Pa，腔體內部加熱溫度達到100°C，通入純度為.99.999%的高純氬氣，流量10~70sCCm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.5-3.0Pa ; S32、開啟Cr、T1、Ni或Ge中任意一種金屬靶的弧電源，電源功率l~4kW，工件上施加-30~-100V負偏壓，沉積時間3~20分鐘，沉積金屬底層厚度為0.1 μπι -1 μπι ; S33、將鍍膜腔體真空度抽到5.0 X 10 4Pa，通入純度為99.999%的高純氮氣，流量.20~120sCCm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.5-3.0Pa，開啟帶有Cr靶的弧電源，電源功率l~4kW ;每層沉積時間3~10分鐘，沉積涂層厚度20-200nm，每一層的CrN納米層的負偏壓按照-5~-10V遞增進行制備。
【專利摘要】本發明揭示了一種應用于燃油噴射系統用耐磨控制閥，所述控制閥包括閥體及閥球，所述閥體的截面呈T形，所述閥球與所述閥體接觸，使得控制閥進行閥體內介質的流通與閉合，所述閥體上端開設有一錐形凹槽，所述閥球置于閥芯的錐形凹槽內，所述閥體的中心開設有一噴射口，所述噴射口與錐形凹槽共軸，所述錐形凹槽的截面呈三角狀，所述錐形凹槽的凹槽面上涂覆有耐磨層。本發明突出效果為：提高了燃油噴射系統中控制閥的耐磨性及耐腐蝕性，使得控制閥的使用壽命大大的延長。
【IPC分類】C23C14/06, F02M61/04, C23C14/28, F02M61/16
【公開號】CN105240178
【申請號】CN201510668772
【發明人】錢濤, 焦飛
【申請人】星弧涂層新材料科技（蘇州）股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月13日