TIAIN涂层技术在伺服阀反馈杆生产中的应用研究

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1、制造技术研究2016年10月第5期TIAIN涂层技术在伺服阀反馈杆生产中的应用研究112杨增辉丁忠军尤文龙（1.北京精密机电控制设备研究所，北京100076；2.首都航天机械公司，北京100076）摘要：为提高伺服阀反馈杆小球工作寿命，通过研究与应用一种涂层技术，将TiAlN涂层涂至反馈杆小球表面，通过伺服阀百万次寿命试验，结果表明小球及涂层磨损量仍符合技术要求，通过试验验证，TiAlN涂层可大大延长反馈杆小球的工作寿命，提高了伺服阀的稳定性和可靠性。关键词：反馈杆小球；TiAlN涂层；寿命试验ApplicationofACoa

2、tingTechnologyinProductionofServoValveFeedbackRodYangZenghui1DingZhongjun1YouWenlong2(1.BeijingResearchInstituteofPreciseMechatronicsandControls,Beijing100076；2.CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076)Abstract：Acoatingtechnologywasresearchedanddevelopedinorder

3、toimprovetheworkinglifeofservovalvefeedbackrodglobule.TheTiAlNfilmwasdepositedonthefeedbackrodglobuleandaccordingtolifecyclestests(over1millioncycles),theabrasionlossofglobulesandfilmsmetthetechnicalrequirements.ThereforethetestshadprovedthattheTiAlNfilmcouldsignific

4、antlyincreasetheworkinglifeoffeedbackrodglobuleandimprovethestabilityandreliabilityofservovalves.Keywords：servovalvefeedbackrodglobule；TiAlNfilm；lifecyclestests1引言品中基本都是通过提高反馈杆小球硬度（如渗氮）来提高耐磨性的，但试验证明现有工艺方法也不能避免在伺服机构中，起电液连接、放大、转换作用的小球的磨损，因此需研究和采用新工艺、新方法提高关键元件为伺服阀，是伺服机构

5、的核心，它将小功率反馈杆小球耐磨性，从而降底对伺服阀性能的影响。的电信号由前置级转变为功率级阀芯的运动，然后由阀芯的运动控制流向液压作动器的高压液流方向和大2表面保护类型小，最后由作动器的活塞杆推动发动机（舱）摆动。伺服机构要有非常高的放大倍数获得静态和动态精2.1反馈杆小球磨擦机理分析度，实现主要靠伺服阀。在伺服阀使用和寿命试验过反馈杆小球现有工艺方法是在半精研后采用离子程中，经常出现由于反馈杆小球磨损造成产品性能下渗氮的工艺方法提高小球硬度。离子渗氮具有渗速快、降的情况，分析原因是由于反馈杆小球在产品使用和氮化层质量高及变形

6、小的特点，与普通氮化相比，离寿命试验过程磨损量过大造成的。通过以往产品的寿子氮化表面硬度和抗疲劳性能都高，但由于渗氮层深命试验情况，当寿命试验进行到10万次后，小球单边度较浅，当小球磨损达到一定程度后，小球表面硬度磨损量在0.005～0.008mm，反馈杆小球磨损比较严重，随着磨损量的增加而降低，最终加剧反馈杆小球的磨曲线出现弯曲，导致伺服阀性能下降。国内外同类产损。因而提高小球的耐磨性，可有效降低小球的磨损，提高小球的耐磨性可通过表面保护的方式实现，如表作者简介：杨增辉（1984-），工程师，机械设计及其制造专业；研究方向：面

7、处理或涂层。精密加工。收稿日期：2016-09-1918制造技术研究航天制造技术2.2分析确定最优表面保护类型业的涂层设备见图1，需专用程序可严格控制涂层质量。图1a、图1b为涂层专业设备及专用工装，图1c表1物理气相沉积分类为反馈杆涂层照片。概念优、缺点应用在真空环境下，加热蒸发应用范围涉及玩优点：设备简单，工真空材料，蒸发粒子射向基体，具、灯饰、工艺品、艺易操作，应用广泛。蒸镀并在其表面上沉积形成薄汽车后视镜反光缺点：镀膜耐磨性差。膜。镜。比蒸镀粒子的能量大，膜、基结合力好，工具镀硬质膜、各离子轰击靶材使其原子被成膜致密；比

8、蒸发镀类刀具镀膜、各种溅射击出，这种现象叫做溅射，膜沉积面积大；可用镀膜产生的原子沉积在基体表于高熔点金属、合金光学器件、电子器a涂层设备b涂层工装c馈杆涂层照片件镀膜、应用范围面从而形成溅射镀膜。和化合物材料成膜，极广。图1涂层设备与实物工艺方法成熟，应用广。