一種深水閥用電磁鐵及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了深水閥用電磁鐵，屬于電感【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有的電磁鐵承受壓力不大的問題。本發(fā)明包括磁軛、磁芯管以及骨架，磁軛的開口端密封有軛片，骨架上安裝有線圈，磁芯管貫穿并安裝在磁軛內(nèi)，磁芯管內(nèi)設(shè)有銜鐵且銜鐵上連接有推桿，銜鐵開設(shè)有導(dǎo)流孔且導(dǎo)流孔位于銜鐵水平中心線以下，磁芯管、軛片、骨架和磁軛的材料均為導(dǎo)磁不銹鋼材料，導(dǎo)磁不銹鋼由以下重量百分比的成分組成：C：0.02-0.03%，Cr：15.0-17.0%，Ni：1.1-1.4%，Si：1.8-2.2%，Al：0.05-0.2%，N：0.05-0.15%，Ti：0.08-0.20%，P≤0.01%，S≤0.01%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明具有體積小推力大的優(yōu)點。
【專利說明】一種深水閥用電磁鐵及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電感【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電磁鐵，尤其涉及一種深水閥用電磁鐵及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁鐵是通電產(chǎn)生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做電磁鐵。電磁鐵的工作原理是:當(dāng)電磁線圈通電時，在線圈周圍產(chǎn)生電磁場，磁力線穿過電磁線圈、殼體、軛鐵和銜鐵，形成閉合回路，在軛鐵的內(nèi)側(cè)面和銜鐵的外側(cè)面就分別形成N極和S極，在強大的磁場作用下，銜鐵克服在芯軸上外套彈簧的彈力，迅速外移，與軛鐵吸合，穿過軛鐵中信孔的芯軸隨之向外產(chǎn)生一個相關(guān)位移，從而推動相應(yīng)的機構(gòu)動作。
[0003]現(xiàn)有的電磁鐵雖然多種多樣，但是多數(shù)不能承受很大的壓力，更不能在深水中使用，在需要在深水中使用時候滿足不了使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種承受壓力大、體積小推力大的深水閥用電磁鐵。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種深水閥用電磁鐵，包括磁軛、磁芯管以及設(shè)置于磁軛內(nèi)的骨架，所述磁軛的開口端密封有軛片，所述骨架上安裝有線圈，所述磁芯管貫穿并安裝在磁軛內(nèi)，磁芯管內(nèi)設(shè)有銜鐵，銜鐵上連接有推桿且推桿延伸至電磁鐵外，所述磁芯管依次貫穿軛片、骨架和磁軛，所述銜鐵開設(shè)有導(dǎo)流孔且導(dǎo)流孔位于銜鐵水平中心線以下，所述的磁芯管、軛片、骨架和磁軛的材料均為導(dǎo)磁不銹鋼材料，所述的導(dǎo)磁不銹鋼由以下重量百分比的成分組成:c:0.02-0.03%, Cr:15.0-17.0%，N1:1.1-1.4%，Si:1.8-2.2%, Al:0.05-0.2%, N:0.05-0.15%, Ti:0.08-0.20%, P ≤ 0.01%, S ≤ 0.01%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]在不銹鋼中，具有肥粒鐵和麻田散鐵相的不銹鋼具有磁性，導(dǎo)磁不銹鋼具有較好的導(dǎo)磁率，可降低在電磁場合下應(yīng)用時產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，減少設(shè)備在電磁轉(zhuǎn)換時的發(fā)熱和能量損耗，提高設(shè)備的效率和穩(wěn)定性。同時，導(dǎo)磁不銹鋼還具有良好的機械性能和抗腐蝕性能。
[0007]在導(dǎo)磁不銹鋼材料中，其成分對其特性影響較大。其中，加入C可提高不銹鋼的強度，但因敏化的影響，會有局部晶界腐蝕現(xiàn)象，因此，本發(fā)明將導(dǎo)磁不銹鋼的含C量控制在 0.02-0.03%。但是，將C含量控制在本發(fā)明范圍內(nèi)，導(dǎo)磁不銹鋼的強度和硬度有所降低。為了提高因降低含C量而降低的強度和硬度，本發(fā)明在導(dǎo)磁不銹鋼材料中添加N。0.05-0.15%的N元素可顯著增加組織中馬氏體的含量，使原單相鐵素體組織變?yōu)殍F素體+馬氏體雙相組織，降低材料中析出相的數(shù)目，使材料中硬脆σ相消失。由于N的固溶強化及降低σ相析出等作用.加N后導(dǎo)磁不銹鋼材料的強度和硬度明顯提高。[0008]Cr是導(dǎo)磁不銹鋼主要的添加元素，由于Cr可生成Cr203鈍態(tài)保護膜，是導(dǎo)磁不銹鋼抗腐蝕性能最大的原因。隨著Cr含量的增加，保護膜的穩(wěn)定度也相對提升，耐高溫氧化及氧化酸性能提高，但還原酸(H2S04、HC1)會溶去Cr203氧化膜使之無法重新生長，因此，僅含Cr的導(dǎo)磁不銹鋼在還原酸的環(huán)境中受腐蝕的速率仍然很高，為了改變導(dǎo)磁不銹鋼在還原酸環(huán)境的抗腐蝕性，本發(fā)明在導(dǎo)磁不銹鋼中加入Ni增強導(dǎo)磁不銹鋼鈍態(tài)保護膜在還原酸中的耐蝕性。另外Cr還是肥粒鐵相的安定元素(Cr當(dāng)量表示肥粒鐵相的安定度)，使導(dǎo)磁不銹鋼材料具有質(zhì)軟延展性好、高溫強度佳的特性。Ni還可以降低導(dǎo)磁不銹鋼的加工硬化性，使導(dǎo)磁不銹鋼材料具有韌性。
[0009]本發(fā)明還在導(dǎo)磁不銹鋼材料中加入了 Si和A1，在進一步提高導(dǎo)磁不銹鋼的抗氧化性能的同時，節(jié)約了 Cr的用量。但是，Si和A1雖然能提高導(dǎo)磁不銹鋼的抗氧化性能，也會使導(dǎo)磁不銹鋼的晶粒粗化和脆性傾向增大。因此，Si和A1的添加量不能過大，必須嚴格控制在本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0010]另外，本發(fā)明還在導(dǎo)磁不銹鋼材料中加入了 0.08-0.20%的Ti，在導(dǎo)磁不銹鋼中取代Cr與C形成安定化的碳化物，減少Cr23C6的析出而產(chǎn)生缺鉻區(qū)。但是，本發(fā)明導(dǎo)磁不銹鋼的Ti含量不能過多，否則在鑄造時容易堵塞鑄嘴，控制在本發(fā)明范圍內(nèi)較為適當(dāng)。而P和S都是導(dǎo)磁不銹鋼中的雜質(zhì)元素，本發(fā)明將其含量均控制在0.01%以下。
[0011]在上述的一種深水閥用電磁鐵中，所述磁芯管的一端安裝有拼帽，另一端安裝有外套螺母，所述拼帽將磁軛抵緊至外套螺母。
[0012]在上述的一種深水閥用電磁鐵中，所述磁芯管包括導(dǎo)套管和磁芯部，所述導(dǎo)套管和鐵芯之間固連有分離部。
[0013]在上述的一種深水閥用電磁鐵中，所述軛片中間凸出伸入磁軛內(nèi)部與磁軛內(nèi)部形成密閉。
[0014]本發(fā)明的另一個目的在于提供上述深水閥用電磁鐵的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
[0015]S1、按上述導(dǎo)磁不銹鋼的組成成分及重量百分比進行配料，然后在冶煉爐內(nèi)將配料熔化成金屬液；
[0016]S2、將熔化后的金屬液澆注成磁芯管、軛片、骨架和磁軛，再進行鍛造；
[0017]S3、將鍛造后的磁芯管、軛片、骨架和磁軛在900-1150°C溫度下固溶30-60min，然后在900-1150°C的箱式電阻爐中油淬30-80min，油淬后在600-680°C的溫度下回火處理l-3h，最后將制得的磁芯管、軛片、骨架和磁軛組裝成最終產(chǎn)品深水閥用電磁鐵。
[0018]作為優(yōu)選，步驟S1中所述的冶煉爐內(nèi)溫度為1680_1700°C。
[0019]作為優(yōu)選，步驟S2中所述鍛造溫度始鍛溫度為1140-1170°C，終鍛溫度為850-900。。。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下幾個優(yōu)點:
[0021]1、拼帽和外套螺母分別安裝于磁芯管兩端且將磁軛抵緊，使得本電磁鐵密封性能更加完善，承受更大的壓力；
[0022]2、在分離部的兩端與導(dǎo)套管和磁芯部的連接牢靠，分離部用于分隔線圈和銜鐵，磁芯管內(nèi)腔承壓強，而氣體或者液體等流質(zhì)沿磁芯管進入到磁芯部，并通過導(dǎo)流孔進去到銜鐵的后端，腔體內(nèi)的壓力一致，因而考慮導(dǎo)套管和鐵芯及分離部的承壓能力就可以保證電磁鐵整體的承壓能力，結(jié)構(gòu)簡單有效；
[0023]3、磁芯管、軛片、骨架和磁軛均由導(dǎo)磁的不銹鋼材料制成，不僅承受壓力大，而且防腐蝕性能好，導(dǎo)磁能力強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明軛片的剖視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明磁芯管的剖視圖。
[0027]圖中，1、磁軛；2、磁芯管；21、導(dǎo)套管；22、磁芯部；23、分離部；3、骨架；31、線圈；
4、軛片；41、凸出；5、銜鐵；51、導(dǎo)流孔；6、推桿；7、拼帽；8、外套螺母。
【具體實施方式】
[0028]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0029]如圖1和圖2所示，本深水閥用電磁鐵包括磁軛1、磁芯管2以及設(shè)置于磁軛I內(nèi)的骨架3，所述磁軛I的開口端密封有軛片4，所述骨架3上均安裝有線圈31，所述磁芯管2貫穿并安裝在磁軛I內(nèi)，磁芯管2內(nèi)設(shè)有銜鐵5，銜鐵5上連接有推桿6且推桿6延伸至電磁鐵外部，所述磁芯管2依次貫穿軛片4、骨架3和磁軛1，所述銜鐵5開設(shè)有導(dǎo)流孔51且導(dǎo)流孔51位于銜鐵5水平中心線以下，磁芯管2的一端安裝有拼帽7，另一端安裝有外套螺母8，所述拼帽7將磁軛I抵緊至外套螺母8，軛片4中間凸出41伸入磁軛I內(nèi)部與磁軛I內(nèi)部形成密閉。
[0030]本發(fā)明在初始狀態(tài)下，磁芯管2依次貫穿軛片4、骨架3和磁軛1，磁軛I套設(shè)在磁芯管2外，兩端又通過拼帽7和外套螺母8固定，可以使流質(zhì)在完全在磁芯管2內(nèi)流動，整體的密封性好，承壓力強，同時安裝方便，同時，由于氣隙內(nèi)也布滿流質(zhì)，因而位于腔體內(nèi)的銜鐵5前后壓強一致，銜鐵5移動的時候流質(zhì)可以通過導(dǎo)流孔51前后流動，導(dǎo)流孔51位于中心線一下，避免推桿6卡入或堵塞導(dǎo)流孔51。線圈通電后，通過電磁感應(yīng)，使銜鐵5產(chǎn)生吸力向磁芯部22 —側(cè)運動，斷電后，銜鐵5通過重力作用自動復(fù)位，或者外部壓力作用下移動。
[0031]作為深水閥用電磁鐵，必須承受較大的壓力，所以磁軛I厚度比一般的電磁鐵磁軛I厚，與此同時，優(yōu)選的，電磁鐵在固定的外徑尺寸下，銜鐵5的截面半徑與線圈31截面的厚度相等，可以達到吸力大且功率小的目的。
[0032]如圖3所示，磁芯管2包括導(dǎo)套管21和磁芯部22，所述導(dǎo)套管21和磁芯部22之間固連有分尚部23。分尚部23的兩端與導(dǎo)套管21和磁芯部22的連接非常牢固，分尚部23用于分隔線圈41和銜鐵5，磁芯管2內(nèi)腔承壓強，而氣體或者液體等流質(zhì)沿磁芯管2進入到磁芯部33，并通過導(dǎo)流孔51進去到銜鐵5的后端，腔體內(nèi)的壓力一致，因而考慮導(dǎo)套管21和磁芯部22及分離部23的承壓能力就可以保證電磁鐵整體的承壓能力，結(jié)構(gòu)簡單有效。
[0033]磁芯管2、軛片4、骨架3和磁軛I的材料均為導(dǎo)磁不銹鋼材料,導(dǎo)磁不銹鋼由以下重量百分比的成分組成:[0034]表1本發(fā)明實施例1-3深水閥用電磁鐵
[0035]的組成成分及質(zhì)量百分比
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種深水閥用電磁鐵，包括磁軛、磁芯管以及設(shè)置于磁軛內(nèi)的骨架，所述磁軛的開口端密封有軛片，所述骨架上安裝有線圈，所述磁芯管貫穿并安裝在磁軛內(nèi)，磁芯管內(nèi)設(shè)有銜鐵，銜鐵上連接有推桿且推桿延伸至電磁鐵外，其特征在于，所述磁芯管依次貫穿軛片、骨架和磁軛，所述銜鐵開設(shè)有導(dǎo)流孔且導(dǎo)流孔位于銜鐵水平中心線以下，所述的磁芯管、軛片、骨架和磁軛的材料均為導(dǎo)磁不銹鋼材料，所述的導(dǎo)磁不銹鋼由以下重量百分比的成分組成:C:0.02-0.03%, Cr:15.0-17.0%, N1:1.1-1.4%, S1:1.8-2.2%, A1:0.05-0.2%, N:0.05-0.15%, Ti:0.08-0.20%, P≤0.01%, S≤0.01%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深水閥用電磁鐵，其特征在于，所述的磁芯管的一端安裝有拼帽，另一端安裝有外套螺母，所述拼帽將磁軛抵緊至外套螺母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種深水閥用電磁鐵，其特征在于，所述的磁芯管包括導(dǎo)套管和磁芯部，所述導(dǎo)套管和鐵芯之間固連有分離部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深水閥用電磁鐵，其特征在于，所述的軛片中間凸出伸入磁軛內(nèi)部與磁軛內(nèi)部形成密閉。
5.一種深水閥用電磁鐵的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟:S1、按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁不銹鋼的組成成分及重量百分比進行配料，然后在冶煉爐內(nèi)將配料熔化成金屬液；S2、將熔化后的金屬液澆注成磁芯管、軛片、骨架和磁軛，再進行鍛造；S3、將鍛造后的磁芯管、軛片、骨架和磁軛在900-1150°C溫度下固溶30-60min，然后在900-1150°C的箱式電阻爐中油淬30-80min，油淬后在600-680°C的溫度下回火處理l_3h，最后將制得的磁芯管、軛片、骨架和磁軛組裝成最終產(chǎn)品深水閥用電磁鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水閥用電磁鐵的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述的冶煉爐內(nèi)溫度為1680-1700°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水閥用電磁鐵的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述鍛造溫度始鍛溫度為1140-1170°C，終鍛溫度為850-900°C。
【文檔編號】H01F7/08GK103680809SQ201310739677
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】翁之旦, 徐海鵬, 陳飛飛, 張策 申請人:寧波華液機器制造有限公司