[发明专利]一种自锁阀用锁闭磁环的制造方法及其制造的锁闭磁环

说明书

本发明属于空间系统控制技术领域，具体涉及一种自锁阀用锁闭磁环的制造方法及其制造的锁闭磁环。该锁闭磁环的合金原料成分按质量百分比为R：29.8％～31.5％、Co：1％～4％、Ga：0.1％～0.5％、Al：0.5％～1.5％、Cu：0.2％～0.4％、Nb：0％～0.3％、B：1％～1.1％，余量为Fe；所述R为(Nd_1‑xPr_x)_1‑a(Dy_1‑y‑zGd_yHo_z)_a的混合物，其中0≤x≤0.2，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，0.1≤a≤0.3；锁闭磁环经熔炼→氢破、气流磨粉→磁场成型→烧结热处理→表面抛光处理→真空处理、涂覆耐蚀涂层→充磁工艺制备。本发明制备的锁闭磁环结构简单、稳定，使用温度高、耐环境腐蚀性好，且制作成本低，易装配，可广泛应用于低功耗、使用环境恶劣的自锁阀中，适于小型化及规模化制造。

技术领域

本发明属于空间系统控制技术领域，具体涉及一种自锁阀用锁闭磁环的制造方法及其制造的锁闭磁环。

背景技术

在空间系统过程控制中各种阀门发挥着关键的控制、调节等功能。自锁阀作为新型自动控制机械单元，开关工作状态稳定，闭合工况下密封可靠，能够极大降低传统自控阀门的复杂性，提高安全性，保障控制精度；自锁阀在航空航天系统控制领域的应用需求越来越大，特别是其低功耗、可靠性高的特点在空间领域控制系统中有着不可替代的地位；自锁阀在多种工作条件下都能长周期使用，用途非常广泛。近年来，系统集成化与轻量化对自锁阀设计体积、重量提出了更高要求，同时要满足更复杂苛刻的使用环境。

锁闭磁环作为自锁阀的核心功能部件其对于自锁阀的质量与应用性起着决定作用。锁闭磁环安装固定于自锁阀壳体上，锁闭磁环产生的锁闭力控制自锁阀开关动作，控制自锁阀的工作状态，在不需要持续提供能量的条件下稳定实现阀门功能。为了满足自锁阀更高的环境使用和可靠性需求，对锁闭磁环的磁性能、环境适应性、加工一致性以及易装配等方面提出了新的要求，制造能满足上述要求的锁闭磁环是急需解决的问题。

自锁阀的基本工作特点决定了其提供锁闭力的锁闭磁环是其实现功能的关键组件，锁闭磁环制造能力对阀门应用具有极其重要的影响。在传统制造锁闭磁环的方法中，提供自锁阀磁力的永磁材料一般选用高磁性能的金属永磁材料，以烧结钕铁硼等稀土永磁材料使用较多。在实际应用中，为获得一定可靠性与强度的锁闭力，一般采用平行取向钕铁硼稀土永磁材料加工成瓦片状，充磁后用环氧胶等依次或间隔粘接在护套内，拼接成圆环状用来提供锁闭磁力。这种方式磁分布不均匀，且由于稀土永磁材料不易加工，这种制造方法精度不高，工序复杂，稳定性差且很难实现锁闭力的一致性。也有采用辐射磁场取向的方式下获得放射状取向的永磁环或两件半环拼合成一体形成锁闭圆环，这些方式由于整体取向成型过程产生较大应力，获得的磁环性能低，易开裂；同时，也存在精度不高一致性差的问题。传统方式采用的普通钕铁硼等稀土永磁材料制造的锁闭磁环普遍耐温、耐蚀性差，稳定性不高，材料磁性利用率较低等缺点，很大程度上限制了自锁阀的应用。此外，在锁闭磁环防护方面通常采用电镀方法，尺寸精度控制差，易产生污染，耐环境腐蚀效果一般。尤其在航天工程等领域，制备出一种具有优异磁性能，均匀性好，长期使用稳定性高的整体锁闭磁环显得尤为重要。

发明内容

为解决现有自锁阀核心部件锁闭磁环的制造技术问题，本发明的目的是提供一种自锁阀用锁闭磁环的制造方法，通过添加重稀土与金属钴优化永磁合金材料性能，采用新的锁闭磁环工艺技术和后续表面处理方法获得了更高磁性能及一致性，磁环尺度精确调控，稳定性与环境适应性优异的锁闭磁环，解决了原有工艺技术锁闭力低，均匀性差的，不适用更复杂环境下使用的问题；同时，后续加工与表面镀膜处理技术进一步改善了制造精度与装配可靠性。

本发明的另一个目的是提供一种自锁阀用锁闭磁环，该锁闭磁环锁闭力高、稳定性好、易于精确加工装配，具有优异的均匀一致性与环境适应性，满足空间领域等复杂环境下可靠应用的实际需求。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：