CN103321893B - 一种混凝土缸、泵送机构以及混凝土缸的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土缸及其制造方法以及包括所述混凝土缸的泵送机构，该混凝土缸包括缸筒，所述缸筒包括内壁基体（1）和内表面镀层（3），其中，在所述内壁基体（1）和所述内表面镀层（3）之间设置有硬度过渡层（2），所述硬度过渡层（2）的硬度介于所述内表面镀层（3）的硬度和所述内壁基体（1）的硬度之间。通过形成硬度在从内表面镀层至内壁基体的方向上均匀降低的硬度过渡层，由于硬度过渡层与内表面渡层的接触表面的硬度与表面渡层硬度差小，且硬度过渡层的硬度均匀降低至适于内壁基体的硬度，因此硬度过渡层可很好地承载内表面渡层，且能被内壁基体很好地承载，使得表面渡层能更好地承受混凝土骨料的挤压与摩擦，提高使用寿命。

Description

一种混凝土缸、泵送机构以及混凝土缸的制造方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土缸，具体地，涉及一种在筒壁内表面基体和内表面镀层之间设置有硬度过渡层的混凝土缸，另外还涉及一种安装有该混凝土缸的泵送机构。此外本发明还涉及一种制造该混凝土缸的方法。

背景技术

混凝土泵送设备泵送机构上混凝土缸的作用类似注射器的注射筒，通过油缸驱动混凝土缸筒内的活塞，将混凝土介质吸入混凝土缸或推出混凝土缸内混凝土介质，当然，推出混凝土缸内混凝土介质时，由于油缸推力以及输送管道阻力的综合作用，混凝土会对混凝土缸筒内壁产生一定的压力，同时，混凝土介质的流动也会对混凝土缸筒内壁产生摩擦，导致混凝土缸内壁磨损。

混凝土缸的耐压和抗磨性能，决定了混凝土缸的可靠性和使用寿命，直接影响混凝土泵送设备的工作效率和经济效率。

当前，国内外行业内的混凝土缸除结构尺寸不一样外，缸筒一般都采用碳钢或低合金钢为基体，缸筒内表面镀硬铬层的形式。工作时，在混凝土介质中骨料的挤压下，由于缸筒基体与所镀硬铬层硬度相差较大，不能很好地承载镀硬铬层，表面镀层易发生折断脱落。若采用中高频淬火等表面热处理技术对基体进行表面热处理以形成中间硬度过渡层，由于热处理后混凝土缸的变形量大，需要预留较大的加工余量，并需要制造专业设备来加工，加工周期延长且加工成本和材料成本提高，得不偿失。因此多年来业内在混凝土缸设计和生产上，仍采用缸筒基体上直接镀硬铬的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土缸，该混凝土缸的缸筒基体与内表面镀层之间存在一层硬度过渡层，另外本发明还提供一种安装有该混凝土缸的泵送机构。此外本发明还提供一种制造该混凝土缸的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种混凝土缸，该混凝土缸包括缸筒，所述缸筒包括内壁基体和内表面镀层，其中，在所述内壁基体和所述内表面镀层之间设置有硬度过渡层，所述硬度过渡层的硬度介于所述内表面镀层3的硬度和所述内壁基体的硬度之间。

优选地，所述硬度过渡层的硬度在从所述内表面镀层至所述内壁基体的方向上均匀降低。

优选地，所述内壁基体由碳钢或低合金钢制成，所述内表面镀层为镀硬铬层。

优选地，所述内壁基体的厚度为8-21mm，所述内表面镀层的厚度为0.2-0.3mm，所述硬度过渡层的厚度为0.4-1.2mm。

优选地，所述内表面镀层的硬度为HRC63-67，所述内壁基体的硬度为HRC19-25，所述硬度过渡层的硬度在从所述内壁基体至所述表面镀层的方向上的变化范围为HRC27-62。

优选地，所述硬度过渡层是通过对所述内壁基体进行等离子弧表面淬火处理形成的。

在上述混凝土缸的技术方案的基础上，本发明还提供一种泵送机构，该机构安装有上述任意一项方案所述的混凝土缸。

此外，本发明还提供一种制造该混凝土缸的方法，该方法包括：

步骤a、提供缸筒的内壁基体；

步骤b、在所述内壁基体上设置硬度过渡层；

步骤c、在所述硬度过渡层上设置内表面镀3；

其中，所述硬度过渡层的硬度介于所述内表面镀层的硬度和所述内壁基体的硬度之间。

优选地，使所述硬度过渡层的硬度形成为在从所述内表面镀层至所述内壁基体的方向上均匀降低。

优选地，所述内壁基体由碳钢或低合金钢制成，所述内表面镀层为镀硬铬层。

优选地，所述内壁基体的厚度为8-21mm，所述内表面镀层的厚度为0.2-0.3mm，所述硬度过渡层的厚度为0.4-1.2mm。

优选地，所述内表面镀层的硬度为HRC63-67，所述内壁基体的硬度为HRC19-25，所述硬度过渡层的硬度在从所述内壁基体至所述表面镀层的方向上的变化范围为HRC27-62。

优选地，在步骤b中，通过对所述内壁基体进行等离子弧表面淬火处理以形成所述硬度过渡层。

优选地，所述等离子弧表面淬火处理包括：使用高能等离子发生器的等离子束以1.00-3.50m/min速率扫描所述内壁基体的表面，将该内壁基体表面加热到1100-1300℃，然后空冷到室温，以在该内壁基体表面形成厚度为0.4-1.2mm的硬度过渡层。

通过上述技术方案，通过形成硬度在从内表面镀层至内壁基体的方向上均匀降低的硬度过渡层，由于硬度过渡层与内表面渡层的接触表面的硬度与表面渡层硬度差小，且硬度过渡层的硬度均匀降低至适于内壁基体的硬度，因此硬度过渡层可很好地承载内表面渡层，且能被内壁基体很好地承载，使得表面渡层能更好地承受混凝土骨料的挤压与摩擦，提高使用寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的具体实施方式的混凝土缸筒内壁的剖视图。

附图标记说明

1内壁基体2硬度过渡层

3表面渡层

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明提供了一种混凝土缸，该混凝土缸包括缸筒，所述缸筒包括内壁基体1和内表面镀层3，其中，在所述内壁基体1和所述内表面镀层3之间设置有硬度过渡层2，所述硬度过渡层2的硬度介于所述内表面镀层3的硬度和所述内壁基体1的硬度之间。

作为本发明的一种具体实施方式，所述硬度过渡层2的硬度在从所述内表面镀层3至所述内壁基体1的方向上均匀降低。若在基体上设置一层硬度介于内壁基体1和内表面镀层3之间的硬度均匀的过渡层，也可缓解内壁基体1与内表面镀层的硬度差距过大的情况。但是，采用硬度均匀降低的硬度过渡层2可以实现从内表面镀层3至内壁基体1在硬度上的均匀过渡，效果更好。

作为本发明的一种具体实施方式，所述内壁基体1由碳钢或低合金钢制成，所述内表面镀层3为镀硬铬层。镀硬铬层的硬度很高，抗压性能良好。另外，铬的摩擦系数是所有金属中较低的，镀硬铬提高缸筒的耐磨性能。

作为本发明的一种具体实施方式，所述内壁基体1的厚度为8-21mm，所述内表面镀层3的厚度为0.2-0.3mm，所述硬度过渡层2的厚度为0.4-1.2mm。

作为本发明的一种具体实施方式，所述内表面镀层3的硬度为HRC63-67，所述内壁基体1的硬度为HRC19-25，所述硬度过渡层2的硬度在从所述内壁基体1至所述表面镀层3的方向上的变化范围为HRC27-62。该硬度过渡层2实现了从内表面镀层至硬度过渡层2再到内壁基体3硬度的均匀平稳降低，使硬度过渡层2可更好地承载内表面镀层3，且内壁基体1可更好地承载硬度过渡层2。

作为本发明的一种具体实施方式，所述硬度过渡层2是通过对所述内壁基体1进行等离子弧表面淬火处理形成的。若内壁基体1的表面淬火处理采用其他如中高频淬火等，基体的变形量大，在镀硬铬前需要进行表面再加工，导致生产成本提高。而采用等离子弧表面淬火处理后的内壁基体1的变形量很小，无需进行表面再加工即可进行镀硬铬处理。

本发明还提供了一种泵送机构，该泵送机构安装有上述任一方案中的任意一项所述的混凝土缸。

本发明还提供一种混凝土缸的制造方法，该方法包括：

步骤a、提供缸筒的内壁基体1；

步骤b、在所述内壁基体1上设置硬度过渡层2；

步骤c、在所述硬度过渡层2上设置内表面镀层3；

其中，所述硬度过渡层2的硬度介于所述内表面镀层3的硬度和所述内壁基体1的硬度之间。

作为本发明的制造方法的一种具体实施方式，使所述硬度过渡层2的硬度形成为在从所述内表面镀层3至所述内壁基体1的方向上均匀降低。

作为本发明的制造方法的一种具体实施方式，所述内壁基体1由碳钢或低合金钢制成，所述内表面镀层3为镀硬铬层。

作为本发明的制造方法的一种具体实施方式，使所述内壁基体(1)的厚度为8-21mm，所述内表面镀层3的厚度为0.2-0.3mm，所述硬度过渡层的厚度为0.4-1.2mm。

作为本发明的一种具体实施方式，所述内表面镀层3的硬度为HRC63-67，所述内壁基体1的硬度为HRC19-25，所述硬度过渡层2的硬度在从所述内壁基体1至所述表面镀层3的方向上的变化范围为HRC27-62。

作为本发明的一种具体实施方式，在步骤b中，通过对所述内壁基体1进行等离子弧表面淬火处理来形成所述硬度过渡层2。以下通过实施例详细说明本发明的方法，其中，形成硬度过渡层2后可以通过适当的方式(例如镀硬铬)来形成适当的硬度和厚度的内表面镀层3，在此不作为重点具体说明。

实施例1

使用高能等离子发生器的等离子束以1.00m/min的速度扫描内壁基体1的内表面，使被等离子束扫过的该内壁基体1的内表面区域温度达到1300℃，当等离子束离开该内表面区域后，该内表面区域以空冷方式自然冷却至室温，在内壁基体1的内表面形成在从内表面指向内壁基体1内部的方向上硬度均匀降低的硬度过渡层2。在硬度过渡层2上镀硬铬，以形成内表面镀层3。

实施例2

使用高能等离子发生器的等离子束以2.75m/min的速度扫描内壁基体1的内表面，使被等离子束扫过的该内壁基体1的内表面区域温度达到1200℃，当等离子束离开该内表面区域后，该内表面区域以空冷方式自然冷却至室温，在内壁基体1的内表面形成在从内表面指向内壁基体1内部的方向上硬度均匀降低的硬度过渡层2。在硬度过渡层2上镀硬铬，以形成内表面镀层3。

实施例3

使用高能等离子发生器的等离子束以3.50m/min的速度扫描内壁基体1的内表面，使被等离子束扫过的该内壁基体1的内表面区域温度达到1100℃，当等离子束离开该内表面区域后，该内表面区域以空冷方式自然冷却至室温，在内壁基体1的内表面形成在从内表面指向内壁基体1内部的方向上硬度均匀降低的硬度过渡层2。在硬度过渡层2上镀硬铬，以形成内表面镀层3。

实施例1-3中，内壁基体1、硬度过渡层2和内表面镀层3的厚度、硬度如表1所示。其中，硬度过渡层2的硬度范围表示从内向外(从内壁基体1到内表面镀层3的方向)的硬度变化，最小值为硬度过渡层2的内表面硬度，最大值为硬度过渡层2的外表面硬度。

表1

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以使用其他具有类似性能的材料替代基体材料或表面镀层材料。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如在不同厚度的硬度过渡层上镀不同厚度的表面镀层的组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种混凝土缸，该混凝土缸包括缸筒，所述缸筒包括内壁基体(1)和内表面镀层(3)，其特征在于，在所述内壁基体(1)和所述内表面镀层(3)之间设置有硬度过渡层(2)，所述硬度过渡层(2)的硬度介于所述内表面镀层(3)的硬度和所述内壁基体(1)的硬度之间，并且所述硬度过渡层(2)的硬度在从所述内表面镀层(3)至所述内壁基体(1)的方向上均匀降低，其中，所述硬度过渡层(2)是通过对所述内壁基体(1)进行等离子弧表面淬火处理形成的。

2.根据权利要求1所述的混凝土缸，其特征在于，所述内壁基体(1)由碳钢或低合金钢制成，所述内表面镀层(3)为镀硬铬层。

3.根据权利要求1所述的混凝土缸，其特征在于，所述内壁基体(1)的厚度为8-21mm，所述内表面镀层(3)的厚度为0.2-0.3mm，所述硬度过渡层(2)的厚度为0.4-1.2mm。

4.根据权利要求1所述的混凝土缸，其特征在于，所述内表面镀层(3)的硬度为HRC63-67，所述内壁基体(1)的硬度为HRC19-25，所述硬度过渡层(2)的硬度在从所述内壁基体(1)至所述内表面镀层(3)的方向上的变化范围为HRC27-62。

5.一种泵送机构，其特征在于，该泵送机构包括根据权利要求1-4中任一项所述的混凝土缸。

6.一种混凝土缸的制造方法，该方法包括：

步骤a、提供缸筒的内壁基体(1)；

步骤b、通过对所述内壁基体(1)进行等离子弧表面淬火处理以形成硬度过渡层(2)；

步骤c、在所述硬度过渡层(2)上设置内表面镀层(3)；

其中，所述硬度过渡层(2)的硬度介于所述内表面镀层(3)的硬度和所述内壁基体(1)的硬度之间，并且使得所述硬度过渡层(2)的硬度形成为在从所述内表面镀层(3)至所述内壁基体(1)的方向上均匀降低。

7.根据权利要求6所述的混凝土缸的制造方法，其特征在于，所述内壁基体(1)由碳钢或低合金钢制成，所述内表面镀层(3)为镀硬铬层。

8.根据权利要求6所述的混凝土缸的制造方法，其特征在于，所述内壁基体(1)的厚度为8-21mm，所述内表面镀层(3)的厚度为0.2-0.3mm，所述硬度过渡层(2)的厚度为0.4-1.2mm。

9.根据权利要求6所述的混凝土缸的制造方法，其特征在于，所述内表面镀层(3)的硬度为HRC63-67，所述内壁基体(1)的硬度为HRC19-25，所述硬度过渡层(2)的硬度在从所述内壁基体(1)至所述内表面镀层(3)的方向上的变化范围为HRC27-62。

10.根据权利要求6所述的混凝土缸的制造方法，所述等离子弧表面淬火处理包括：

使用高能等离子发生器的等离子束以1.00-3.50m/min速率扫描所述内壁基体(1)的表面，以将该内壁基体(1)表面加热至1100-1300℃，然后空冷至室温，以在该内壁基体(1)表面形成所述硬度过渡层(2)。