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

一种油缸、活塞杆基体材料及其制备方法
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、液压系统等，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、液压控制系统起步较晚，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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