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软磁材料 · 垫片与垫圈 · 电磁阀

电磁阀垫片与垫圈用软磁材料选型

作者:Yu Lianbo — 模具设计工程师

电磁阀垫片是否必须采用软磁材料制成?

直接回答:并非必须。垫片或垫圈是否需要具备软磁性能,取决于其在磁路中的功能与位置。用于密封端口的垫片,需满足密封性能要求;而位于磁通路径内部的垫片,则可能需要采用磁性材料。功能优先,材料次之。

电磁阀垫片的作用是什么?

电磁阀中的“垫片”可承担截然不同的功能:

  • 密封承受压力与介质的流体通道
  • 间距组件之间的间距,用于设定轴向间隙
  • 定位将组件定位于指定位置
  • 磁选分离— 控制磁通允许通过的路径
  • 结构支撑用于装配体

每种功能对材料的要求优先级不同。认为所有垫片都是磁性元件,与认为它们都不是磁性元件一样错误。

图1 — 垫片和垫圈在磁路中的位置关系

Magnetic housing outer flux path Magnetic sleeve armature bore + flux tube Pole piece flux concentration Housing, sleeve and pole-piece materials sit inside the magnetic circuit — select and evaluate them together.

位于磁通路径内部的部件承担磁性功能;位于其外部的密封部件则不承担。

垫片何时需要具备磁性能?

当垫片或垫圈参与磁路时——例如被有意放置在磁通路径中作为磁分离或导磁元件——就需要使用磁性材料。在这种情况下,磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度的重要性与对外壳的要求完全相同。

何时磁性能属于次要要求?

如果垫片主要用于密封、间隔或定位,且不参与磁路,则磁性能可能是次要的或无关紧要的,相比之下更重要的因素包括:

  • 密封性能和承压能力
  • 尺寸稳定性和厚度控制
  • 耐温性能
  • 与介质的化学兼容性

为仅起密封作用的垫片指定磁性材料,只会增加成本而无任何功能增益——这正是工程评审旨在发现的那类规格错误。

应考虑哪些软磁性能?

当垫片或垫圈承担磁性功能时,需审查与外壳相同的性能:磁导率、矫顽力、饱和磁感应强度及与相邻部件的磁相互作用。薄型冲压磁性零件还需额外考虑一点:冲压工艺会引入边缘应力和加工硬化,因此决定磁性行为的是成品垫圈,而非原材料卷带。

按功能选材

垫片功能磁性能其他优先项
磁路组件重要尺寸、可制造性
仅密封取决于应用场景密封性、温度、兼容性
隔垫取决于应用场景厚度、尺寸稳定性
定位部件取决于应用几何形状、强度

薄型磁性零件制造

垫片和垫圈是薄型零件,通常采用冲压或精冲工艺制造。尺寸控制——厚度、平面度、毛刺状态——往往是主要的制造要求。在需要磁功能的情况下,材料状态与冲压路线必须统筹考虑;在不需要磁功能的情况下,磁性能则不属于规格要求范畴。

成品件验证

根据垫片或垫圈的实际功能对成品进行验证。若规定了磁功能,则对成品件进行磁性测试。若功能为密封,则进行密封性能测试。导致规格错误的最快途径就是测试了错误的性能。

百富都的工程评审能清晰区分这些问题,适用于电磁阀壳体组件及相关精密零件——包括在诸如电磁阀用黄铜平垫圈. 具有代表性的薄型磁性及非磁性零件,可通过金属零件库存与样品库。完整的材料框架,包括薄型磁性零件何时需要软磁行为,请参阅软磁材料选型指南

工程要点

先问垫片的功能,再问它该用什么材料。承担磁性功能就用磁性材料;密封、间隔和定位则各有其工程优先级。

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