CN107387751A - 耐腐蚀的陶瓷活塞杆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆，包括基体、结合层和面层，所述基体采用双相不锈钢，且所述基体外圆周精车沟槽，具有所述沟槽的基体外圆周上喷涂所述结合层，所述结合层的厚度大于等于0.15mm，所述结合层外喷涂陶瓷形成所述面层，所述面层的厚度大于等于0.2mm，且所述结合层和面层形成的涂层总厚度大于等于0.35mm。双相不锈钢对化学点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力，同时具有高强度，良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力，陶瓷面层将不锈钢基体与缸体分隔开避免了两种金属接触位置产生的电位差腐蚀。

Description

耐腐蚀的陶瓷活塞杆

技术领域

本发明涉及活塞杆技术领域，特别是涉及一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆，适用于在沿海地区的液压油缸。

背景技术

根据液压油缸的使用环境不同，液压油缸活塞杆的腐蚀主要包括化学腐蚀和电位差腐蚀。沿海地区液压油缸的防腐蚀问题是国内外研究的重要课题。

目前，国内液压油缸活塞杆的防腐技术主要有：活塞杆材料45#钢表面喷涂陶瓷、活塞杆材料45#钢表面镀铬或者采用不锈钢活塞杆。在规格不变的情况下，不锈钢活塞杆的机械性能无法达到工况使用的要求，而45#钢表面喷涂陶瓷的防腐性能明显优于镀铬的活塞杆。

一方面，45#钢陶瓷活塞杆由于陶瓷和45#钢的热胀冷缩的系数不同，容易在表面产生裂纹导致陶瓷层防腐蚀作用的失效。另一方面，由于45#钢陶瓷活塞杆表面喷涂的陶瓷不能太厚，而陶瓷本身为微小的颗粒状，因此，使喷涂在活塞杆表面的陶瓷层具有孔隙，喷涂陶瓷层后需采用封孔剂进行树脂封孔。然而，沿海地区环境条件比较差，海水中C1-、SO₄ ^2-的含量比较高，对水位变化区的钢结构具有较强的腐蚀性。虽然现有的陶瓷涂层有很强的防腐作用，但是45#钢基体的防腐蚀性能比较差，由于潮涌作用、自然老化失效以及内外力作用等原因，在活塞杆表面某些点，陶瓷层外的封孔剂失效，海水等腐蚀性介质浸入到活塞杆基体表面，产生化学腐蚀，这样陶瓷涂层就会因为基体腐蚀而产生张力而受到破坏，陶瓷涂层脱落，影响了陶瓷活塞杆的使用寿命。

不锈钢本身具有很强的防腐蚀性能，但是不锈钢价格昂贵，因此，常规使用环境只需要采用不锈钢活塞缸，而缸体、吊耳等结构可以采用普通碳钢；而在沿海地区，海水中C1-、SO₄ ^2-的含量比较高，如果采用常规的不锈钢活塞杆和普通碳钢缸体的液压油缸，由于不锈钢和碳钢是不同的两种金属，因此，当在海水中时，不锈钢活塞杆和碳钢缸体之间会产生电位差腐蚀，而在水位变化区，退潮后容易附着盐类，加速不锈钢活塞杆的腐蚀作用。如果采用活塞缸、缸体和吊耳整体均采用不锈钢材料，虽然能够在一定程度上解决电位差腐蚀的问题，但是由于不锈钢造价太高，致使液压油缸的整体成本过高。

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。目前，国内外将激光熔覆技术应用到液压缸的防腐蚀问题上，由于激光熔覆使涂层与基体的结合比较紧密结实，但是激光熔覆的涂层采用的是金属涂层，当应用到沿海地区的液压油缸活塞杆时，活塞杆与缸体采用不同的金属材料，二者之间仍然会存在电位差腐蚀的问题，因此，激光熔覆技术也不能很好的解决沿海地区液压油缸活塞杆腐蚀的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，在不影响活塞杆规格尺寸的情况下，为了防止活塞杆基体的腐蚀，本发明提供一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆，包括基体、结合层和面层，活塞杆基体采用2205双相不锈钢，且所述基体外圆周精车沟槽，具有沟槽的基体外圆周上喷涂所述结合层，所述结合层的厚度大于等于0.15mm，所述结合层外喷涂陶瓷形成陶瓷面层，所述面层的厚度大于等于0.2mm，且所述结合层和面层形成的涂层总厚度大于等于0.35mm。结合层采用镍铬合金，增加与基体材料的结合强度。

具体的，所述沟槽的槽深为0.3±0.05mm，相邻两沟槽之间形成梯形齿。

具体的，所述梯形齿两斜边之间的夹角为30°-60°。夹角可以根据沟槽的深度确定。

进一步，由于陶瓷面层比较薄，会产生孔隙，因此，采用封孔剂对陶瓷面层进行封孔处理。优选的，所述封孔剂为树脂材质，提高防腐蚀的能力。

2205双相不锈钢中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中，对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力，同时具有高强度，良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。同时2205双相不锈钢经过热处理之后，具有良好的抗拉强度、屈服强度以及硬度。

因此，为了降低成本，增强活塞杆的抗腐蚀性，液压油缸仅仅是活塞杆基体采用不锈钢材质，并且在基体外侧喷涂陶瓷层，而缸体和吊耳等部位采用普通的碳钢即可，由于不锈钢表面喷涂有陶瓷面层，陶瓷面层使不锈钢基体和碳钢缸体隔离绝缘，避免了不锈钢和碳钢接触位置产生电位差腐蚀，另一方面，由于不锈钢本身对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力，由陶瓷面层孔隙进入的海水无法对不锈钢基体产生腐蚀，因此，不会使陶瓷面层脱落，避免了化学腐蚀，从而满足在沿海地区的使用要求。

制作方法：

基体表面使用表面清洁剂极化处理，增强结合力。例如，活塞杆直径要求为φ200mm，在喷涂陶瓷之前，活塞杆经过半精车、粗磨之后直径为φ199.3，表面粗糙度Ra小于0.4，然后精车外圆沟槽，槽深0.3±0.05mm，梯形齿两斜边夹角37°，加工面粗糙度0.8μm，后经喷砂除锈后喷涂结合层，结合层厚度不小于0.15mm，之后喷涂面层陶瓷，厚度不小于0.2mm，在经过封孔剂封孔处理之后进行外圆珩磨，涂层总厚度不小于0.35mm，粗糙度达到图纸要求。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆，对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力，同时具有高强度，良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明最佳实施例的结构示意图；

图2是基体上沟槽的结构示意图。

图中：1、基体，2、结合层，3、面层，4、沟槽，5、梯形齿。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明的一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆，包括基体1、结合层2和面层3，活塞杆基体1采用2205双相不锈钢，且所述基体1外圆周精车沟槽4，具有所述沟槽4的基体1外圆周上喷涂所述结合层2，所述结合层2的厚度大于等于0.15mm，所述结合层2外喷涂陶瓷形成所述面层3，所述面层3的厚度大于等于0.2mm，且所述结合层2和面层3形成的涂层总厚度大于等于0.35mm。

具体的，所述沟槽4的槽深H为0.3±0.05mm，相邻两沟槽4之间形成梯形齿5。

具体的，所述梯形齿5两斜边之间的夹角α为30°-60°。

2205双相不锈钢中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中，对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力，同时具有高强度，良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。同时2205双相不锈钢经过热处理之后，具有良好的抗拉强度、屈服强度以及硬度，在不改变活塞杆规格尺寸的情况下，可以满足工况使用的要求。

制作方法：

基体1表面使用表面清洁剂极化处理，增强结合力。例如，活塞杆直径要求为φ200mm，在喷涂陶瓷之前，活塞杆经过半精车、粗磨之后直径为φ199.3，表面粗糙度Ra小于0.4，然后精车外圆沟槽4，槽深H为0.3±0.05mm，梯形齿5两斜边夹角α为37°，加工面粗糙度0.8μm，后经喷砂除锈后喷涂结合层2，结合层2厚度不小于0.15mm，之后喷涂面层3陶瓷，厚度不小于0.2mm，在经过封孔处理之后进行外圆珩磨，涂层总厚度不小于0.35mm，粗糙度达到图纸要求。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：包括基体(1)、结合层(2)和面层(3)，所述基体(1)采用不锈钢，所述不锈钢基体(1)外侧依次喷涂结合层(2)和陶瓷面层(3)。

2.如权利要求1所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：所述不锈钢为2205双相不锈钢。

3.如权利要求1所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：所述基体(1)外圆周精车沟槽(4)。

4.如权利要求3所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：所述沟槽(4)的槽深为0.3±0.05mm，相邻两沟槽(4)之间形成梯形齿(5)。

5.如权利要求4所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：所述梯形齿(5)两斜边之间的夹角为30°-60°。

6.如权利要求1所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：所述结合层(2)的厚度大于等于0.15mm，所述面层(3)的厚度大于等于0.2mm，且所述结合层(2)和面层(3)形成的涂层总厚度大于等于0.35mm。

7.如权利要求1所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：采用封孔剂对陶瓷面层(3)进行封孔处理。

8.如权利要求7所述的耐腐蚀的陶瓷活塞杆，其特征在于：所述封孔剂为树脂材质。