本发明涉及一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，具体涉及一种针对热电和石油化工等行业使用的气动执行机构所用输出轴的材料及其制备方法。
背景技术
气动执行机构是通过气压力驱动启闭或调节阀门的一种半自动执行装置，该装置结构主要有缸体、轴承、电磁阀、行程调节系统、输出轴、弹簧等主要部件组成。该执行装置广泛应用于石油化工、机械、电厂等安全要求较高的行业，因此对其材质质量要求较高。目前市场上所使用的执行机构主要存在着材质硬度、抗拉强度和耐磨、耐腐蚀性差等问题。由于该气动执行机构在实际使用过程中，通常存在着气缸、活塞、输出轴、负荷弹簧等部件之间的配合不够紧密，密封效果差，在实际运行时执行准确性差，长周期运行质量不稳定，以及适用温度的温差范围较小。特别是该装置的核心配件输出轴由于长周期，并在高温快速中运行，输出轴的耐磨性较差，相对配套的轴承经常会出现走内圈现象，造成了气动执行器工作效率低，存在安全隐患，影响了其使用寿命，导致了输出轴容易损坏或报废，严重影响了企业的经济效益。因此需要通过技术创新来提高气动执行器关键零部件输出轴的耐磨性，彻底解决现存在的材质差、不耐磨的现象。
技术实现要素：
发明目的：本发明一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，主要是针对现有技术存在的不足，提供一种运行稳定、安全可靠、适用温度范围广，材质硬度、耐磨性、耐腐蚀性全面提高，使用寿命长、工作效率高的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法。
技术方案：
本发明所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它以重量百分含量计的各组分配比为cu：1.2％～2.5％，mg：0.65％～1.0％，mn：0.15％～0.2％，ni：1.2％～2％，zn：1.6～2.4％，b2o3：0.42％～0.58％,sio2：1.5％～2.5％，tic：1.2％～2.8％，re:0.5％～1.5％,其余为fe。
它以重量百分含量计的各组分优选配比为：cu：1.2％～2％，mg：0.6％～0.95％，mn：0.15％～0.18％，ni：1.15％～1.8％，zn：1.6～2.3％，b2o3：0.42％～0.55％,sio2：1.5％～2.3％，tic：1.3％～2.5％，re:0.5％～1.4％,其余为fe。
它以重量百分含量计的各组分优选配比为：cu：1.5％，mg：0.7％，mn：0.16％，ni：1.5％，zn：1.8％，b2o3：0.5％,sio2：1.7％，tic：1.6％，re:0.8％,其余为fe。
一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它包括以下工艺步骤：
(1)制胚：将配制好的各组分原料均匀混合后加入到熔化炉中，并开始加热升温进行熔化，待原料完全熔化后，将熔化炉内部温度调整到760℃～780℃进行细化处理。半小时后，再将熔化炉内部温度调整至750℃～770℃，进行精炼处理，最后采用缓慢冷却，得到φ250mm～φ650mm的圆柱形铁合金坯料。
(2)胚料预处理和精加工：将铁合金坯料先进行清洗干净，去除表面油污等表面杂质后，将铁合金圆柱形坯料在数控机床上进行精加工，加工完成后再在铣床上进行抛光处理，即得到半成品。
(3)淬火处理：预先把机油放入容器中加热至90℃～100℃，然后把已精加工的半成品输出轴浸泡在盛油的容器中，20分钟加热升温至130℃～150℃，取出半成品晾干后，再放入盛油容器中进行进行二次淬火，放入后升温至280℃～300℃，浸泡1小时，然后慢慢降温至90℃～100℃，取出半成品晾干，即得到耐磨、硬度高的气动执行机构用输出轴成品。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著特点是：本输出轴不仅具有较高的耐磨性能、材质硬度高，而且通过二次加热淬火后，热膨胀系数小，摩擦系数低，耐磨系数低，耐磨性能高等特点。同时通过对工艺材质配方和制作工艺改进，使之具有良好的机械性能。采用本气动执行机构用输出轴，能保证长周期的安全运行，质量可靠，传动效率和执行准确度高，使用寿命长等优点，降低企业运行成本，满足实际使用要求。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
本发明所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它以重量百分含量计的各组分配比为：cu：1.5％，mg：0.7％，mn：0.16％，ni：1.5％，zn：1.8％，b2o3：0.5％,sio2：1.7％，tic：1.6％，re:0.8％,其余为fe。
所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它包括以下工艺制作步骤：
(1)制胚：将配制好的各组分原料均匀混合后加入到熔化炉中，并开始加热升温进行熔化，待原料完全熔化后，将熔化炉内部温度调整到760℃进行细化处理。半小时后，再将熔化炉内部温度调整至750℃，再进行精炼处理，最后采用缓慢冷却，得到φ250mm的圆柱形铁合金坯料。
(2)胚料预处理和精加工：将铁合金坯料先进行清洗干净，去除表面油污等表面杂质后，将铁合金圆柱形坯料在数控机床上进行精加工，加工完成后，再在铣床上进行抛光处理，即得到半成品。
(3)淬火处理：预先把机油放入容器中加热至100℃，然后把已通过精加工的半成品输出轴浸泡在盛油的容器中，20分钟通过加热升温至140℃，取出半成品晾干后，然后放入盛油容器中进行进行二次淬火，放入后先升温至280℃，然后浸泡1小时，再慢慢降温至90℃，取出半成品晾干，即得到耐磨、硬度高的气动执行机构用输出轴。
实施例二
本发明所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它以重量百分含量计的各组分配比为：cu：1.6％，mg：0.75％，mn：0.17％，ni：1.4％，zn：2％，b2o3：0.45％,sio2：1.9％，tic：1.5％，re:1％,其余为fe。
所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它包括以下工艺制作步骤：
(1)制胚：将配制好的各组分原料均匀混合后加入到熔化炉中，并开始加热升温进行熔化，待原料完全熔化后，将熔化炉内部温度调整到765℃进行细化处理。半小时后，再将熔化炉内部温度调整至760℃，再进行精炼处理，最后采用缓慢冷却，得到φ450mm的圆柱形铁合金坯料。
(2)胚料预处理和精加工：将铁合金坯料先进行清洗干净，去除表面油污等表面杂质后，将铁合金圆柱形坯料在数控机床上进行精加工，加工完成后，再在铣床上进行抛光处理，即得到半成品。
(3)淬火处理：预先把机油放入容器中加热至98℃，然后把已通过精加工的半成品输出轴浸泡在盛油的容器中，20分钟通过加热升温至145℃，取出半成品晾干后，然后放入盛油容器中进行进行二次淬火，放入后先升温至290℃，然后浸泡1小时，再慢慢降温至95℃，取出半成品晾干，即得到耐磨、硬度高的气动执行机构用输出轴。
实施例三
本发明所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它以重量百分含量计的各组分配比为：cu：1.8％，mg：0.9％，mn：0.18％，ni：1.6％，zn：2.1％，b2o3：0.5％,sio2：1.8％，tic：2％，re:1.2％,其余为fe。
所述的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，它包括以下工艺制作步骤：
(1)制胚：将配制好的各组分原料均匀混合后加入到熔化炉中，并开始加热升温进行熔化，待原料完全熔化后，将熔化炉内部温度调整到760℃进行细化处理。半小时后，再将熔化炉内部温度调整至770℃，再进行精炼处理，最后采用缓慢冷却，得到φ550mm的圆柱形铁合金坯料。
(2)胚料预处理和精加工：将铁合金坯料先进行清洗干净，去除表面油污等表面杂质后，将铁合金圆柱形坯料在数控机床上进行精加工，加工完成后，再在铣床上进行抛光处理，即得到半成品。
(3)淬火处理：预先把机油放入容器中加热至100℃，然后把已通过精加工的半成品输出轴浸泡在盛油的容器中，20分钟通过加热升温至150℃，取出半成品晾干后，然后放入盛油容器中进行进行二次淬火，放入后先升温至300℃，然后浸泡1小时，再慢慢降温至95℃，取出半成品晾干，即得到耐磨、硬度高的气动执行机构用输出轴。
本发明的一种气动执行机构用输出轴材料及其制备方法，通过1～3实施例试验，其主要力学性能数据见下表：
本发明专利，不仅从材质配方上加以创新，而且通过实施二次淬火，使该输出轴的硬度和耐磨性能有明显提高，延长了气动执行机构装置的使用寿命，具有简单实用、安全可靠，有效提高了输出轴的使用寿命，降低了企业的运行成本。
本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。