CN110214238A - 缓冲器以及滑动部件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种缓冲器和滑动部件的制造方法。缓冲器(D)被构成为,具备在内周具有等离子电解氧化膜(A)的铝合金制的缸体(1)、滑动自如地插入到缸体(1)内的活塞(2)以及移动自如地插入到缸体(1)内并与活塞(2)连结的活塞杆(3)。此外,滑动部件的制造方法具备等离子电解氧化处理步骤和研磨处理步骤,所述等离子电解氧化处理步骤为,在铝合金制的滑动部件的滑动面形成膜厚40μm以上的等离子电解氧化膜(A)的步骤,所述研磨处理步骤为,对等离子电解氧化膜(A)的表面进行研磨的步骤。

Description

缓冲器以及滑动部件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种缓冲器以及滑动部件的制造方法。
背景技术
例如日本JPH08-177930A中公开的那样,缓冲器被构成为,具备缸体、滑动自如地插入到缸体内的活塞以及移动自如地插入到缸体内并与活塞连结的活塞杆。在这样的缓冲器中,在外力通过活塞杆作用于活塞上从而使活塞相对于缸体进行移动时,对往来于缸体内由活塞划分成的伸长侧室和压缩侧室的工作流体的流动施加阻力从而发挥衰减力。
而且,通常,在构成缓冲器的缸体中利用通过对内周实施镀铬从而使内周面光滑的钢管。
发明内容
在将缸体设为钢管的现有的缓冲器中,存在重量变重的问题,尤其是在利用使铁粉分散在基液中的磁粘性流体的情况下,缓冲器变得非常重,因此期望轻量化。
因此,本发明的目的在于提供一种轻量的缓冲器以及轻量的滑动部件的制造方法。
为了解决上述的课题,本发明的缓冲器被构成为,具备:在内周具有等离子电解氧化膜的铝合金制的缸体、滑动自如地插入到缸体内的活塞以及移动自如地插入到缸体内并与活塞连结的活塞杆。
另外,本发明的滑动部件的制造方法具备:在铝合金制的滑动部件的滑动面上形成40μm以上的等离子电解氧化膜的等离子电解氧化处理步骤、以及对等离子电解氧化膜的表面进行研磨的研磨处理步骤。
附图说明
图1是一个实施方式中的缓冲器的纵剖视图。
图2(A)是在铝合金的表面形成20μm的膜厚的等离子电解氧化膜时的X射线衍射曲线图。图2(B)是在铝合金的表面形成30μm的膜厚的等离子电解氧化膜时的X射线衍射曲线图。图2的(C)是在铝合金的表面形成40μm的膜厚的等离子电解氧化膜时的X射线衍射曲线图。
图3是在对缸体1的内周实施等离子电解氧化处理并形成等离子电解氧化膜时的局部放大截面图。
图4是表示具有等离子电解氧化膜的铝合金的耐磨损以及摩擦系数的特性的表。
具体实施方式
基于图示的实施方式对本发明进行说明。如图1所示,一个实施方式中的缓冲器D具备作为滑动部件的缸体1、滑动自如地插入到该缸体1内的活塞2以及移动自如地插入到缸体1内并与活塞2连结的活塞杆3。
以下,对缓冲器D的详情进行说明。如图1所示,缸体1是铝合金制的筒体,该缸体1的一端被底帽4封闭,在缸体1的另一端安装有环状的杆导引导件5。而且,缸体1是将供活塞2滑动接触的内周面作为滑动面的滑动部件,并且,在该滑动面上具备通过等离子电解氧化处理而形成的等离子电解氧化膜A。缸体1的作为母材的铝合金是在铝中包含有铜、锰、硅、镁、锌、镍等而成的合金,与纯铝相比在强度方面等优异。
为了在缸体1的内周面形成等离子电解氧化膜A,进行以下处理。首先,在铝合金制的缸体1的内周实施等离子电解氧化处理从而成膜40μm以上。
当在铝合金制的缸体1的内周进行等离子电解氧化处理并成膜40μm以上时,能够获得包含硬度优于尖晶石型的γ-氧化铝的刚玉型的α-氧化铝的结晶的等离子电解氧化膜A。α-氧化铝与γ-氧化铝相比而具备高硬度且在耐磨损性上具有优异的特性。如图2所示,进行了在铝合金的表面实施等离子电解氧化处理从而形成等离子电解氧化膜的实验。图2的(A)、(B)、(C)分别是当在铝合金的表面形成20μm、30μm、40μm厚的等离子电解氧化膜时的X射线衍射曲线图。如从图2所理解的那样,得到如下的结果:虽然以20μm、30μm、40μm这样的各个膜厚来形成等离子电解氧化膜,但由于是膜厚为40μm的等离子电解氧化膜,因此能够获得以15%的含有率而包含α-氧化铝的等离子电解氧化膜。因此,只要在铝合金制的缸体1的内周形成40μm以上的膜厚的等离子电解氧化膜,就能够获得包含α-氧化铝的结晶的等离子电解氧化膜。
以这种方式被形成于缸体1的作为滑动面的内周面上的等离子电解氧化膜A的表面如图3所示地具有包含较多气孔的多孔层10,并在多孔层10之下形成有包含较多α-氧化铝的层11。因此,仅进行等离子电解氧化处理后的缸体1的内周面是粗糙的,当使活塞2滑动时摩擦阻力较大。因此,在实施等离子电解氧化处理从而在缸体1的内周形成了等离子电解氧化膜A后,进行对缸体1的内周面进行研磨的研磨处理。当进行研磨处理并在5μm以上且20μm以下的范围内去除表面时,能够去除多孔层10,从而能够使包含较多α-氧化铝的层11作为缸体1的内周的表面。此外,研磨处理后的表面的粗糙度在Ra0.4μm以下。
当以这种方式而在缸体1的内周面进行等离子电解氧化处理并进行研磨处理时,能够在缸体1的内周面形成具有光滑的表面的等离子电解氧化膜A。根据上文所述,本例中的等离子电解氧化膜A是通过在铝合金制的缸体1的内周实施等离子电解氧化处理并成膜45μm以上之后,对缸体1的内周面进行研磨从而在5μm以上且20μm以下的范围内去除表面而形成的。
以上文所述的方式而在铝合金的盘表面形成等离子电解氧化膜,并使高碳铬轴承钢钢材的辊子在隔着润滑油的状态下在铝合金上沿轴向往复运动从而进行磨损试验。润滑油为聚丙烯二醇,在图4中示出以20μm、30μm、40μm的各个膜厚而成膜并对表面进行研磨处理的三个样品的摩擦特性。从图4所示可知:在以40μm的膜厚形成等离子电解氧化膜的样品中,摩擦系数是非常低的,另外,耐磨损性较高。
此外,关于对铝合金的盘表面进行硫酸阳极处理并形成阳极氧化皮膜的样品和以40μm的厚度形成等离子电解氧化膜的样品,还示出了润滑油使用在聚丙烯二醇中添加添加剂从而提高润滑性的润滑油所得到的结果。根据该结果,与形成了一般的耐酸氯膜的铝合金相比,以40μm的膜厚形成等离子电解氧化膜并对表面进行研磨处理了的铝合金的摩擦系数非常低,另外,耐磨损性非常高。根据以上内容,在内周具备等离子电解氧化膜A的铝合金制的缸体1在轻量并且耐磨损性上较为优异,并具有低摩擦的特性。
另外,根据图4的表能够理解到,即使在将等离子电解氧化膜设为20μm的情况下,也能够确认的是,等离子电解氧化膜与阳极氧化皮膜相比而在耐磨损性上较为优异。此外,虽然两者的摩擦系数为相同程度,但是由于在阳极氧化皮膜的试验中使用提高了润滑性的润滑油,因此可知,等离子电解氧化膜与阳极氧化皮膜相比而在摩擦系数方面也较为优异。
另一方面,当活塞2被滑动自如地插入到缸体1内时,将缸体1内部划分为伸长侧室R1和压缩侧室R2。在伸长侧室R1和压缩侧室R2中填充有工作油等液体来作为工作液体。另外,在活塞2中设置有用于对伸长侧室R1和压缩侧室R2进行连通的衰减通道2a。衰减通道2a在本例中是对从伸长侧室R1朝向压缩侧室R2或者从压缩侧室R2朝向伸长侧室R1的工作液体的流动施加阻力的节流通道。此外,虽然在本例中,衰减通道2a允许工作流体的双方向的流动,但是也可以设置仅允许从伸长侧室R1朝向压缩侧室R2的流动的衰减通道和仅允许从压缩侧室R2朝向伸长侧室R1的流动的衰减通道。并且,也可以在衰减通道2a中设置衰减阀。另外,在工作液体是磁粘性流体的情况下,只要在活塞2中设置对通过衰减通道2a的磁粘性流体作用磁场的磁铁、电磁石等磁场产生部即可。
活塞杆3移动自如地被插入到缸体1内,一端与活塞2连结,并且另一端穿过安装于缸体1的管端处的环状的杆导引导件5的内周而向缸体1外突出。
此外,划分出压缩侧室R2和气室G的自由活塞6滑动自如地被插入到缸体1中。自由活塞6在活塞杆3出入缸体1内时于缸体1内进行移动从而使气室G的容积发生变化进而对出入缸体1内的活塞杆3的体积进行补偿。此外,也可以代替利用自由活塞6来对设置有气室G并对出入缸体1内部的活塞杆3的体积进行补偿的方式,而在缸体1内或者缸体1外设置用于补偿所述体积的储液室。
在以这种方式构成的缓冲器D中,与缸体1滑动接触的活塞2与被形成在缸体1的内周面的等离子电解氧化膜A接触。具备等离子电解氧化膜A的缸体1的耐磨损性优异且具有低摩擦的特性,并且活塞2的滑动特性也良好且磨损也较少,因此即使将铝合金作为母材,也能够作为缸体1而足够耐用。此外,在利用磁粘性流体的MRF缓冲器中,该磁粘性流体在工作流体中含有铁粉,由于铁粉会进入到缸体1与活塞2之间的滑动部,因此使用环境变得较为严峻,但是即使在这样的使用环境中,缸体1也能够耐磨损。
如此,与在内周形成阳极氧化皮膜相比,缸体1在耐磨损性上较为优异,并且,只要具备拥有低摩擦的特性的等离子电解氧化膜A,则即使将缸体1设为铝合金,耐磨损性上也较为优异,由于能够利用到缓冲器D中,因此能够使缓冲器D轻量化。而且,在MRF缓冲器中,由于利用含有铁粉的磁粘性流体,因此存在重量变重的倾向,但是由于能够利用铝合金制的缸体1,因此在将缓冲器D设为MRF缓冲器的情况下,也能够有效地减轻重量。
另外,当等离子电解氧化膜A包含α-氧化铝时,等离子电解氧化膜A的硬度提高,因此耐磨损性更加优异,并具有低摩擦的特性,因此缸体1与活塞2之间的滑动特性进一步提高,缓冲器D能够更加顺滑地进行冲程,从而增长寿命。
并且,在通过等离子电解氧化处理而在缸体1的内周成膜40μm以上之后对内周面进行研磨处理从而形成等离子电解氧化膜A的情况下,成为包含α-氧化铝的等离子电解氧化膜A,从而能够去除多孔层10。因此,在以这种方式而构成的缓冲器D中,不仅缸体1的内周面的耐磨损性优异且具备低摩擦的特性,表面也变得光滑,因此缓冲器D能够更加顺滑地进行冲程,从而增长寿命。
此外,也可以在通过等离子电解氧化处理而在缸体1的内周成膜45μm以上之后对内周面进行研磨处理并在5μm以上且20μm以下的范围内去除表面而形成等离子电解氧化膜A。在该情况下,由于去除多孔层10,并且能够将包含较多α-氧化铝的层11作为缸体1的内周面,因此耐磨损性和低摩擦性也进一步提高,因此缓冲器D能够更加顺滑地进行冲程,从而增长寿命。
此外,根据具备等离子电解氧化处理步骤和研磨处理步骤的作为滑动部件的缸体1的制造方法,能够将具有光滑的表面并且包含较多α-氧化铝的层11作为缸体1的内周面,所述等离子电解氧化处理步骤为,在铝合金制的缸体1的内周成膜40μm以上的步骤,所述研磨处理步骤为,对等离子电解氧化膜A的内周面进行研磨的步骤。因此,铝合金制的缸体1的耐磨损性和低摩擦性提高,能够用于缓冲器D,并且能够使缸体1轻量化。此外,具备利用该制造方法制造的缸体1的缓冲器D能够顺滑地进行冲程,从而增长寿命。
此外,虽然如上文所述,所述制造方法能够使用在将滑动部件作为缸体1的缓冲器D的制造中,但是由于能够应用于具备滑动面的滑动部件的制造中,因此除了缓冲器以外,还能够应用于油压泵或油压马达的阀板或壳体,或者致动器等具备滑动面的部件。
以上,对本发明的优选的实施方式进行了详细说明,但是只要不脱离权利要求书,则能够进行改造、变形以及变更。
本申请主张基于2017年1月30日向日本专利局申请的日本特愿2017-014306的优先权,该申请的全部内容以参照的方式被援引到本说明书中。

Claims (5)

1.一种缓冲器,具备:
铝合金制的缸体,其在内周具有等离子电解氧化膜;
活塞,其滑动自如地插入到所述缸体内;以及
活塞杆,其移动自如地插入到所述缸体内并与所述活塞连结。
2.根据权利要求1所述的缓冲器,其中,
所述等离子电解氧化膜包含α-氧化铝。
3.根据权利要求1所述的缓冲器,其中,
所述等离子电解氧化膜是在通过等离子电解氧化处理而在所述缸体的内周成膜40μm以上之后对内周面进行研磨处理而形成的。
4.根据权利要求3所述的缓冲器,其中,
所述等离子电解氧化膜是在通过等离子电解氧化处理而在所述缸体的内周成膜45μm以上之后对内周面进行研磨处理并在5μm以上且20μm以下的范围内去除表面而形成的。
5.一种滑动部件的制造方法,具备:
等离子电解氧化处理步骤,在铝合金制的滑动部件的滑动面上形成膜厚40μm以上的等离子电解氧化膜;以及
研磨处理步骤,对所述等离子电解氧化膜的表面进行研磨。
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