CN106640831A - 一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法,在基体材料表面依次设有等离子层和硬质合金层。制备时,先对基体材料表面进行等离子淬火形成淬火基体,淬火深度为50μm~400μm;然后将淬火基体浸渍于硬质合金中,用催化还原法使硬质合金吸附于淬火基体表面,用工业烧结法加至一定温度使硬质合金烧结牢固结合于淬火基体上,然后珩磨至所需尺寸。新工艺不采用电镀而是通过等离子硬质合金等工艺,生产出来的油缸活塞杆有超强的硬度(HV1037)和耐腐性(盐雾实验200小时以上),填补了国内外油缸活塞杆制造的空白。经过处理的表面有很多小型网格具有油池的作用,具有很好的润滑作用,很大程度上延长了零件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明金属材料及其表面处理技术领域,具体涉及一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法。
背景技术
油缸主要用于混凝土泵车、液压***等,在国外,如日本、德国等国家,针对油缸早有成熟的强化技术及产品,我国泵车行业、液压控制***起步较晚,在油缸表面强化处理方面科研更是太少。为了增加油缸活塞杆的表面硬度和耐磨性及耐腐性,国内目前常见工艺的是进行表面镀硬铬,其表面硬度电镀HV800最高,盐雾实验不超过96小时。液压油缸或活塞杆在使用中会遭受磨粒冲刷,极易产生磨损,硬铬层的脱落,同时产生含铬废水和废气的致命致癌物质,这是极大的污染属于国家一类控制排放物,对环境和生产个人危害极大,而且效果和日本标准192小时相差甚远。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足,提供了一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法,不通过电镀的硬质合金处理,可提高油缸、活塞杆的硬度和耐腐蚀性。
为了达到本发明的目的,技术方案如下:
一种油缸、活塞杆基体材料,其特征在于,在基体材料表面设有等离子层,所述等离子层的表面设有硬质合金层。
优选地,所述等离子层的厚度为200~400mm,所述硬质合金层的厚度为50~80mm。
优选地,在所述硬质合金层的表面具有向内凹陷的油池。
一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法,其特征在于,包括步骤:
1)、等离子淬火:在对基体材料表面进行等离子淬火形成淬火基体,淬火深度为50μm~400μm,淬火过程中,使淬火基体表面形成向内凹陷的凹槽;
2)、淬火基体表面处理:将淬火基体浸渍于硬质合金中,用催化还原法使硬质合金吸附于淬火基体表面,用工业烧结法加至一定温度使硬质合金烧结牢固结合于淬火基体上,然后珩磨至所需尺寸。
优选地,按照重量分数计,所述硬质合金中包括:
人造金刚石 20~40%
钨合金 10~25%
硫酸镍 10~40%
乙二胺四乙酸二钠 10~30%。
本发明具有的有益效果:
新工艺不采用电镀而是通过等离子硬质合金等工艺,生产出来的油缸活塞杆有超强的硬度(HV1037)和耐腐性(盐雾实验200小时以上),填补了国内外油缸活塞杆制造的空白。经过处理的表面有很多小型网格具有油池的作用,具有很好的润滑作用,很大程度上延长了零件的使用寿命。
附图说明
图1是本发明用在活塞杆上的基体材料的截面结构示意图;
图2是本发明用在油缸上的基体材料的截面结构示意图;
图3为图1的局部放大图;
图4为淬火时网状分布图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述,但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。
结合图1和图2所示,一种油缸、活塞杆基体材料,在基体材料1表面设有等离子层2,所述等离子层2的表面设有硬质合金层3。等离子层2的厚度为200~400mm,所述硬质合金层3的厚度为30mm左右。
结合图3所示,在硬质合金层3的表面形成了向内凹陷的油池4。机油能够贮留在油池4内,因此可以起到很好的润滑作用,很大程度上延长了零件的使用寿命。
一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法,其特征在于,包括步骤:
1)、等离子淬火:在对基体材料表面进行等离子淬火形成淬火基体,淬火深度为50μm~400μm,优选地是200μm~300μm,淬火时,可对基体材料表面的全部范围或者部分范围进行等离子淬火;
优选地,采用网状形式对基体表面淬火,如图4所示,淬火点10网状排列,并没有完全覆盖住基体表面,淬火之后,在淬火点10处的基体表面就产生了凹陷。
2)、淬火基体表面处理:将淬火基体浸渍于硬质合金中,用催化还原法使硬质合金吸附于淬火基体表面,用工业烧结法加至一定温度使硬质合金烧结牢固结合于淬火基体上,然后珩磨至所需尺寸。
由于淬火之后基体表面形成了凹陷,浸渍硬质合金之后,在硬质合金层3的凹陷处就对应的形成了油池4。
按照重量分数计,所述硬质合金中包括:
人造金刚石 20~40%
钨合金 10~25%
硫酸镍 10~40%
乙二胺四乙酸二钠 10~30%。
油池排布的形状可以有很多种,例如网格形、螺纹形、直线形等。需要说明的是,油池的形成是由淬火过程决定的,在加热后的快速冷却过程中,通过施加外力使淬火基体表面形成向内凹陷的凹槽,而后在对淬火基体进行表面处理时,硬质合金也是依据淬火基体的形状而吸附和固结于淬火基体表面,最终形成了可贮留机油的油池。
将本发明制得的最终材料进行性能对比测试,测试标准参照GB/T4340.1-2009、GB/T 6462-2005/ISO 1463::2003、GB/T 1012502012,结果如下表所示,
其中盐雾实验条件为:经浓度(50+5)g/L(化学纯氯化钠+蒸馏水),PH值为6.5-7.2的溶液中,喷嘴空气压力:70KPa,盐雾箱温度(35±2)℃,饱和空气温度(45±2)℃,连续喷雾200小时,4个试样均未见生锈。
从测试结果可以看出,本发明制得的基体材料,其硬度和烟雾实验性能远远大于国内现有产品的性能,甚至超过了日本和欧美标准。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,因此,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (5)
1.一种油缸、活塞杆基体材料,其特征在于,在基体材料(1)表面设有等离子层(2),所述等离子层的表面设有硬质合金层(3)。
2.根据权利要求1所述的油缸、活塞杆基体材料,其特征在于,所述等离子层的厚度为200~400mm,所述硬质合金层的厚度为0~80mm。
3.根据权利要求1所述的油缸、活塞杆基体材料,其特征在于,在所述硬质合金层的表面具有向内凹陷的油池。
4.一种油缸、活塞杆基体材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
1)、等离子淬火:在对基体材料表面进行等离子淬火形成淬火基体,淬火深度为50μm~400μm,淬火过程中,使淬火基体表面形成向内凹陷的凹槽;
2)、淬火基体表面处理:将淬火基体浸渍于硬质合金中,用催化还原法使硬质合金吸附于淬火基体表面,用工业烧结法加至一定温度使硬质合金烧结牢固结合于淬火基体上,然后珩磨至所需尺寸。
5.根据权利要求4所述的油缸、活塞杆基体材料的制备方法,其特征在于,按照重量分数计,所述硬质合金中包括:
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