[发明专利]一种流体旋转关节转轴成形方法

说明书

本发明公开了一种流体旋转关节转轴成形方法，包括如下步骤：步骤一、确定打印模型；步骤二、打印毛坯实体：采用20～60微米的球形金属粉末打印出流体旋转关节转轴的毛坯，再进行热等静压处理；步骤三、对耐磨面车削加工：将流体旋转关节转轴的耐磨面尺寸加工至至小于最终尺寸0.3‑0.4mm；步骤四、对耐磨面进行超音速火焰喷涂：将待喷涂面喷砂粗化至Sa2.5级，使用超音速火焰喷涂系统在转轴耐磨面上沉积WC‑Co涂层；步骤五、对耐磨面磨削加工：使用外圆磨床将喷涂面磨削至大于最终尺寸0.02mm；步骤六、对耐磨面抛光：采用金刚石研磨膏在车床上对面进行研磨抛光。

技术领域

本发明主要属于增材制造和机械加工工艺技术领域，特别是涉及一种流体旋转关节转轴成形方法。

背景技术

流体旋转关节是大型电子装备冷却系统动静冷却管路连接的关键设备，旋转关节要求在宽温域、高冲击工况下长寿命和高可靠性。为提高旋转关节寿命，避免冷却介质泄露，旋转关节转轴需具备高耐磨、耐腐蚀，宽温域、高冲击下高可靠、小变形的性能。

旋转关节转轴结构复杂，一般由不锈钢或钛合金通过传统机加工方式制造，加工难度极大，同时考虑到不锈钢或钛合金材质硬度较低、耐磨性较差极易磨损，难以满足电子设备的高可靠、宽温域和高冲击的要求，必须寻找一种新的制造方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种流体旋转关节转轴成形方法，实现转轴的轻量化及在宽温域、高冲击工况下的高可靠、小变形，实现旋转关节在宽温域、高冲击工况下高可靠、无泄漏。使用该方法进行流体旋转关节转轴成形，试验表明转轴在宽温域、高冲击工况下变形小于2μm，流体旋转关节无泄漏，该方法适合于极端环境工况下流体旋转关节转轴生产制造，具有广泛的应用前景及社会效益。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种流体旋转关节转轴成形方法，包括如下步骤：

步骤一、确定打印模型；

步骤二、打印毛坯实体：采用20～60微米的球形金属粉末打印出流体旋转关节转轴的毛坯，再进行热等静压处理；

步骤三、对耐磨面车削加工：将流体旋转关节转轴的耐磨面尺寸加工至小于最终尺寸0.3-0.4mm；

步骤四、对耐磨面进行超音速火焰喷涂：将待喷涂面喷砂粗化至Sa2.5级，使用超音速火焰喷涂系统在转轴耐磨面上沉积WC-Co涂层；

步骤五、对耐磨面磨削加工：使用外圆磨床将喷涂面磨削至大于最终尺寸0.02mm；

步骤六、对耐磨面抛光：采用金刚石研磨膏在车床上对面进行研磨抛光。

进一步的，所述步骤四中喷涂燃烧室压力8-9bar，喷涂送粉量90-110g/min，喷涂距离300-350mm，喷涂厚度0.2-0.4mm，结合力不小于70Mpa，孔隙率不大于1％。

进一步的，所述采用粒度优于W2.5的金刚石研磨膏进行研磨抛光，零件转速为100～150r/min，抛光压力为90N～100N，抛光后表面粗糙度不大于Ra0.2。

进一步的，所述流体旋转关节包括转轴、外壳、密封圈和轴承，其由3组密封圈将流体旋转关节分割成上下独立的进/回液密封腔体，通过外壳，转轴内部流道实现动静冷却管路的连接。。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种流体旋转关节转轴成形方法，可使得钛合金、不锈钢表面硬度提高至HRC70，表面粗糙度提高至Ra0.2，转轴的耐磨性增强，旋转关节寿命得到极大提升；解决了宽温域、高冲击工况下的旋转关节转轴变形问题，提高设备的可靠性；耐蚀性能好，96小时盐雾试验，无腐蚀；工艺过程稳定可控，利于批量生产。

附图说明