CN109695715A - 一种活塞表面结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活塞表面结构及其加工方法。该活塞表面结构包括活塞基体，活塞基体中间开设有盲孔。活塞基体外周壁上依次粘接有第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环；第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环均采用含氟聚合物耐磨材料。由以上技术方案可知，本发明通过分段粘接采用含氟聚合物耐磨材料制作而成的耐磨环的方法来提高活塞的耐磨性；含氟聚合物耐磨材料由于其本身的分子结构使其具有较低的摩擦系数，从而提高活塞的减磨耐磨性，延长活塞工作寿命。
Description
技术领域
本发明涉及制冷机技术领域，具体涉及一种活塞表面结构及其加工方法。
背景技术
目前，在微型制冷机的活塞表面部位一般是采用真空镀膜的方法来提高活塞表面耐磨性，而这种方法由于制备的膜层较薄，且膜层与基体、膜层与膜层的结合方式是通过物理吸附的方式进行连接的，附着力较差，导致活塞长时间工作后磨损较严重而失效，最终影响微型制冷机的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活塞表面结构及其加工方法，该结构及其加工方法能够解决现有技术存在的不足，提高活塞的耐磨性和可靠性。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种活塞表面结构，包括活塞基体，所述活塞基体中间开设有盲孔。所述活塞基体外周壁上依次粘接有第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环；所述第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环均采用含氟聚合物耐磨材料。
进一步的，所述第一耐磨环的长度为5.8~6.2mm；所述第二耐磨环的长度为7.1~7.5mm；所述第三耐磨环的长度为6.3~6.6mm。
进一步的，所述第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环均通过环氧树脂胶粘剂粘接在活塞基体的表面。
进一步的，所述活塞基体的中段外周壁上开设有两个第一通孔；所述第二耐磨环上设有两个与第一通孔相适应的第二通孔。
进一步的，所述活塞基体采用含钨的硬质合金材料。
进一步的，所述活塞基体外表面、第一耐磨环内表面、第二耐磨环内表面和第三耐磨环内表面的粗糙度均为6.3μm。
本发明还涉及一种上述活塞表面结构的加工方法，该方法包括以下步骤：
（1）将活塞基体、第一耐磨环、第二耐磨环、第三耐磨环预热。
（2）在预热后的活塞基体的表面涂抹一层环氧树脂胶粘剂。
（3）待环氧树脂胶粘剂预固化后，将预热后的第一耐磨环套在活塞基体的盲孔端的外侧并旋转3~5圈，使第一耐磨环粘接在活塞基体上。
（4）将预热后的第二耐磨环套在活塞基体的中段外侧并旋转3~5圈，使第二耐磨环粘接在活塞基体上。
（5）将预热后的第三耐磨环套在活塞基体的开口端的外侧并旋转3~5圈，使第三耐磨环粘接在活塞基体上。
（6）全部粘接完成后，将粘接有第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环的活塞基体放在70℃的真空烘箱内固化8小时。
由以上技术方案可知，本发明通过分段粘接采用含氟聚合物耐磨材料制作而成的耐磨环的方法来提高活塞的耐磨性；含氟聚合物耐磨材料由于其本身的分子结构使其具有较低的摩擦系数，从而提高活塞的减磨耐磨性，延长活塞工作寿命。
附图说明
图1是本发明中活塞表面结构的结构示意图。
其中：
1、活塞基体，2、第一耐磨环，3、第二耐磨环，4、第三耐磨环，5、第二通孔，6、第一通孔，7、盲孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种活塞表面结构，包括活塞基体1，所述活塞基体1中间开设有盲孔7。设活塞基体1未开口一端为盲孔端，另一端为开口端。所述活塞基体1外周壁上依次粘接有第一耐磨环2、第二耐磨环3和第三耐磨环4；所述第一耐磨环2、第二耐磨环3和第三耐磨环4均采用含氟聚合物耐磨材料。如果不采用分段粘接则会导致粘接产生的气泡不方便出来，进而导致粘接层不牢固，严重时导致活塞环脱落；采用两段还是存在上述问题，采用四段则会使单个环的长度较短，增大了粘接难度，经试验三段粘接较好。因此，本发明在活塞基体的外周分段粘接三个耐磨环，这样能够使粘接过程中产生的气泡有效的排出来，保证粘接层的牢固性，避免活塞环脱落。本发明所采用的含氟聚合物耐磨材料的组分为聚四氟乙烯、聚酰亚胺、环氧粘接剂和耐磨填料；该耐磨材料是聚四氟乙烯基耐磨复合材料，掺杂有多种耐磨材料成分。
进一步的，所述第一耐磨环2的长度为5.8~6.2mm；所述第二耐磨环3的长度为7.1~7.5mm；所述第三耐磨环4的长度为6.3~6.6mm。考虑到活塞本身的结构，包括活塞外周有通孔，同时也经过了试验，本发明对三个耐磨环的长度进行了设计。
进一步的，所述第一耐磨环2、第二耐磨环3和第三耐磨环4均通过环氧树脂胶粘剂粘接在活塞基体1的表面。
进一步的，所述活塞基体1的中段外周壁上开设有两个第一通孔6；所述第二耐磨环2上设有两个与第一通孔6相适应的第二通孔5。活塞基体1上的第一通孔6是为了放入销轴固定的，而第二耐磨环2上的第二通孔5同时也是为了保证销轴的装配。
进一步的，所述活塞基体1采用含钨的硬质合金材料。
进一步的，所述活塞基体1外表面、第一耐磨环2内表面、第二耐磨环3内表面和第三耐磨环4内表面的粗糙度均加工至6.3μm。
本发明还涉及一种上述活塞表面结构的加工方法，该方法包括以下步骤：
（1）将活塞基体1、第一耐磨环2、第二耐磨环3、第三耐磨环4预热。各个部件预热可以保证充分的膨胀，利于粘接的操作和粘接牢固。
（2）在预热后的活塞基体1的表面均匀的涂抹一层薄薄的、流动性很强的环氧树脂胶粘剂。流动性强能够保证活塞外周表面能够充分的接触到胶粘剂，避免表面虚粘。
（3）待环氧树脂胶粘剂预固化后，将预热后的第一耐磨环2套在活塞基体1的盲孔端的外侧并旋转3~5圈，使第一耐磨环2粘接在活塞基体1上。将环氧树脂胶粘剂预固化后再粘接，是为了保证容易操作和粘接强度。先粘接套设在活塞基体盲孔端外侧的第一耐磨环，这样可以方便后面的粘接操作。
（4）将预热后的第二耐磨环3套在活塞基体1的中段外侧并旋转3~5圈，使第二耐磨环3粘接在活塞基体1上。在该步骤中，要使第二耐磨环上的两个第二通孔和活塞基体上的两个第一通孔一一对应。
（5）将预热后的第三耐磨环4套在活塞基体1的开口端的外侧并旋转3~5圈，使第三耐磨环4粘接在活塞基体1上。本发明将三个耐磨环旋转粘接在活塞基体上，旋转粘接可以减少胶粘剂蹭到一个方向，同时旋转粘接能够使胶粘剂与耐磨环有充分的接触面，这样粘接的比较牢固。在粘接过程中，由于太少圈无法保证足够的接触面，太多圈会迫使胶粘剂蹭到一个方向导致不均匀，本发明通过试验证实，旋转3~5圈能够保证足够的接触面，且保证胶粘剂的均匀性。
（6）全部粘接完成后，将粘接有第一耐磨环2、第二耐磨环3和第三耐磨环4的活塞基体1放在70℃的真空烘箱内固化8小时。本发明所采用的胶粘剂在70℃的真空烘箱内固化8小时，能够固化完全。采用真空的目的是保证粘接层无空气的进入，同时粘接固化过程产生的水汽能够及时排出，避免固化完成后存在气泡，影响粘接强度。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种活塞表面结构，包括活塞基体，所述活塞基体中间开设有盲孔；其特征在于：所述活塞基体外周壁上依次粘接有第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环；所述第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环均采用含氟聚合物耐磨材料。
2.根据权利要求1所述的一种活塞表面结构，其特征在于：所述第一耐磨环的长度为5.8~6.2mm；所述第二耐磨环的长度为7.1~7.5mm；所述第三耐磨环的长度为6.3~6.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种活塞表面结构，其特征在于：所述第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环均通过环氧树脂胶粘剂粘接在活塞基体的表面。
4.根据权利要求1所述的一种活塞表面结构，其特征在于：所述活塞基体的中段外周壁上开设有两个第一通孔；所述第二耐磨环上设有两个与第一通孔相适应的第二通孔。
5.根据权利要求1所述的一种活塞表面结构，其特征在于：所述活塞基体采用含钨的硬质合金材料。
6.根据权利要求1所述的一种活塞表面结构，其特征在于：所述活塞基体外表面、第一耐磨环内表面、第二耐磨环内表面和第三耐磨环内表面的粗糙度均为6.3μm。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种活塞表面结构的加工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）将活塞基体、第一耐磨环、第二耐磨环、第三耐磨环预热；
（2）在预热后的活塞基体的表面涂抹一层环氧树脂胶粘剂；
（3）待环氧树脂胶粘剂预固化后，将预热后的第一耐磨环套在活塞基体的盲孔端的外侧并旋转3~5圈，使第一耐磨环粘接在活塞基体上；
（4）将预热后的第二耐磨环套在活塞基体的中段外侧并旋转3~5圈，使第二耐磨环粘接在活塞基体上；
（5）将预热后的第三耐磨环套在活塞基体的开口端的外侧并旋转3~5圈，使第三耐磨环粘接在活塞基体上；
（6）全部粘接完成后，将粘接有第一耐磨环、第二耐磨环和第三耐磨环的活塞基体放在70℃的真空烘箱内固化8小时。
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