CN103833369A - 氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，方法简单，以氮化硅粉末为原料，在双向热压高温振荡条件下对氮化硅柱状活塞杆坯体进行烧结，提高产品性能，使制得的活塞杆无金属、无污染，具有耐高压、耐磨蚀、耐腐蚀、硬度高、不易变形等特点，适用于高压磨蚀环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种活塞杆的制作方法，特别涉及一种氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法。
背景技术
活塞杆是支持活塞做功的连接部件，应用非常广泛，广泛应用于液压气动、工程机械、汽车制造、生物制药、工业切割等领域。活塞杆是一个运动频繁、技术要求高的运动部件，其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。
在工业切割领域，活塞杆通常应用于水切割机的运动执行部件中。水切割机是一种利用高压水流切割的机器，在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。因为其成本低，易操作，良品率高、无污染，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。水切割机的工作原理是水流通过高压活塞杆加速从高压泵经过高压管，然后从切割喷管喷射出来。水切割机的工作原理虽然简单，但因产生高速水流需要60000PSI以上的高压，因此其设计十分复杂，对部件的加工工艺和制作材料都要求十分严格，在设计过程中，有处小小的渗漏都会对部件持久地侵蚀导致损坏。
因而，应用于水切割机的活塞杆加工要求更高，对耐腐蚀、耐磨性、耐高压要求更严格。传统的活塞杆大都采用不锈钢通过滚压工艺制成，但不锈钢的耐腐蚀、耐高压、耐磨性能较差，不适用于工业切割领域的水切割机的高压磨蚀环境。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，以氮化硅粉末为原料，在双向热压高温振荡条件下对氮化硅柱状活塞杆坯体进行烧结，提高产品性能，使制得的活塞杆无金属、无污染，具有耐高压、耐磨蚀、耐腐蚀、硬度高、不易变形等特点，适用于高压磨蚀环境。
为实现上述目的，本发明提供一种氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、提供氮化硅粉；
步骤二、将氮化硅粉制成柱状活塞杆坯体；
步骤三、将柱状活塞杆坯体放置于一高温烧结炉体内；
步骤四、将高温烧结炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空；
步骤五、施加200～250吨压力于柱状活塞杆坯体上，同时施加微波振动于柱状活塞杆坯体上；
步骤六、加热高温烧结炉体到1750～1800℃，然后保持该温度一段时间；
步骤七、停止加热，解除压力与微波振动，进行冷却，制成氮化硅高压柱状活塞杆。
所述氮化硅粉的颗粒大小为300～400nm。
所述步骤六中保持该预定温度的时间为2小时。
所述步骤五中，通过两个液压缸分别带动两个石墨压头从相反的两个方向来挤压柱状活塞杆坯体，从而实现对柱状活塞杆坯体施加压力。
所述步骤五中，通过两个微波振动装置分别振动来施加微波振动于柱状活塞杆坯体上。
所述微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。
所述步骤七的冷却操作包括：自然降温，降至预定温度后，充入惰性气体并接通冷却水对高温烧结炉体进行强制降温，降至预定温度后，继续冷却同时开始计时，达到温度后停止冷却。
所述惰性气体为氩气或氢气。
所述步骤四抽真空后，对炉体内充入惰性气体。
所述惰性气体为氩气或氢气。
本发明的有益效果：本发明的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，方法简单，以氮化硅粉末为原料，在双向热压高温振荡条件下对氮化硅柱状活塞杆坯体进行烧结，提高产品性能，使制得的活塞杆无金属、无污染，具有耐高压、耐磨蚀、耐腐蚀、硬度高、不易变形等特点，适用于高压磨蚀环境。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例进行详细描述。
本发明一种氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、提供氮化硅粉。
所述氮化硅粉的颗粒大小为300-400nm。
步骤二、将氮化硅粉制成柱状活塞杆坯体。
所述柱状活塞杆坯体的制作工艺与现有的陶瓷胚体的制作工艺相同。
步骤三、将柱状活塞杆坯体放置于一高温烧结炉体内；
所述高温烧结炉可以为双向热压高温振荡烧结炉，其采用双压头结构，通过上下同时加压达到受力均匀，能提高产品性能，且采用高纯高压石墨制成的石墨压头，强度更大，可承受更大压力。使用前需要检测高温烧结炉的电源、气源及水源，将柱状活塞杆坯体自高温烧结炉的炉体上端开口放置炉体中保温筒内，再将高温烧结炉的上炉盖紧密盖合于炉体上端。
步骤四、将高温烧结炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空；
接通高温烧结炉的抽气泵进行抽气即可将其炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空。
步骤五、施加200～250吨压力于柱状活塞杆坯体上，同时施加微波振动于柱状活塞杆坯体上。
具体操作时，可以通过两个液压缸分别带动两个石墨压头从相反的两个方向来挤压柱状活塞杆坯体，从而实现对柱状活塞杆坯体施加压力。
具体操作时，可以通过两个微波振动装置分别振动来施加微波振动于柱状活塞杆坯体上；所述微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。
本实施例中，所述高温烧结炉为双向热压高温振荡烧结炉，其具有双压头结构和双微波振动装置，通过操作所述高温烧结炉即可实现步骤五的操作，具体的，所述高温烧结炉的上、下压头分别通过高温烧结炉的第一液压缸及第二液压缸工作带动向对应的高温烧结炉的石墨压头挤压，该上、下压头分别带动对应的石墨压头从高温烧结炉的保温筒两端向中间以200～250吨压力挤压，高温烧结炉的第一微波振动装置及第二微波振动装置分别振动并使上、下压头向对应石墨压头挤压的同时发生振动。所述高温烧结炉的第一微波振动装置及第二微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。
步骤六、加热高温烧结炉体到1750～1800℃，然后保持该温度一段时间。
所述步骤六中保持该预定温度的时间为2小时。
本实施例中，通过接通高温烧结炉的电源，在真空状态下，由高温烧结炉的电极供电给高温烧结炉的加热体进行加热升温，炉体内温度从常温加热到一预定温度1450～1500℃，然后保持该预定温度一段时间。
本实施例中由高温烧结炉的加热体加热炉体，从常温加热到预定温度时间一般为6-10小时，保持该预定温度的时间为2小时，进一步地，炉体内温度从常温加热到500oC时间为2小时，再将温度从500oC加热至所述预定温度时间为4-8小时。
步骤七、停止加热，解除压力与微波振动，进行冷却，制成氮化硅高压柱状活塞杆。
所述步骤七的冷却操作包括：自然降温，降至800℃后，充入惰性气体并接通冷却水对高温烧结炉体进行强制降温，降至200℃后，继续冷却同时开始计时，达到80℃后停止冷却。所述惰性气体可以为氩气或氢气。
其下降温度和冷却时间可根据具体情况设定。
值得一提的是，在所述步骤四抽真空后，还可以对炉体内充入惰性气体，进而对陶瓷胚体进行保护。所述惰性一般为氩气或氢气。
综上所述，本发明的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，方法简单，以氮化硅粉末为原料，在双向热压高温振荡条件下对氮化硅柱状活塞杆坯体进行烧结，提高产品性能，使制得的活塞杆无金属、无污染，具有耐高压、耐磨蚀、耐腐蚀、硬度高、不易变形等特点，适用于高压磨蚀环境。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、提供氮化硅粉；
步骤二、将氮化硅粉制成柱状活塞杆坯体；
步骤三、将柱状活塞杆坯体放置于一高温烧结炉体内；
步骤四、将高温烧结炉体内抽成真空度为0.001～0.00001Pa的真空；
步骤五、施加200～250吨压力于柱状活塞杆坯体上，同时施加微波振动于柱状活塞杆坯体上；
步骤六、加热高温烧结炉体到1750～1800℃，然后保持该温度一段时间；
步骤七、停止加热，解除压力与微波振动，进行冷却，制成氮化硅高压柱状活塞杆。
2.如权利要求1所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述氮化硅粉的颗粒大小为300～400nm。
3.如权利要求1所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤六中保持该预定温度的时间为2小时。
4.如权利要求1所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤五中，通过两个液压缸分别带动两个石墨压头从相反的两个方向来挤压柱状活塞杆坯体，从而实现对柱状活塞杆坯体施加压力。
5.如权利要求1所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤五中，通过两个微波振动装置分别振动来施加微波振动于柱状活塞杆坯体上。
6.如权利要求5所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述微波振动装置的振动频率为每分钟50～150次，振幅为1～5吨。
7.如权利要求1所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤七的冷却操作包括：自然降温，降至800℃后，充入惰性气体并接通冷却水对高温烧结炉体进行强制降温，降至200℃后，继续冷却同时开始计时，达到80℃后停止冷却。
8.如权利要求7所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或氢气。
9.如权利要求1所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤四抽真空后，对炉体内充入惰性气体。
10.如权利要求9所述的氮化硅高压柱状活塞杆的制作方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或氢气。
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| WO2017008250A1 (zh) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | 广东华液动力科技有限公司 | 一种特陶的制备方法、阀副结构和柱塞副 |
| CN112192156A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-08 | 重庆特力普尔机械设备有限公司 | 一种高安全性氮气弹簧活塞杆的制造工艺 |
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