CN110438548A - 金属液压元件壳体的陶瓷化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属液压元件壳体的陶瓷化方法，包括以下步骤：将纳米陶瓷粉和粘合剂混合搅拌，形成陶瓷泥，将陶瓷泥包裹在铜线柱外面做成方块，露出接线鼻，得到纳米陶瓷电极；在绝缘容器里放入绝缘油，然后将纳米陶瓷电极和金属液压元件壳体浸没在绝缘油中，接通双脉冲电源，电极进行放电，电极陶瓷材料逐渐向金属液压元件壳体呈浪泳式推移，进行渗透融合，形成陶瓷镀层，即完成陶瓷化。本发明减少设备投资，降低对员工技能的依赖，改善作业环境、减少环境污染、提高喷涂材料利用率低，降低喷涂成本，使陶瓷化工序能够融入自动化生产线，可集成在机械加工生产线的某一工序上，对工件的形状没有要求，陶瓷化无死角。

Description

金属液压元件壳体的陶瓷化方法
技术领域
本发明涉及金属液压元件壳体的处理方法，具体涉及一种金属液压元件壳体的陶瓷化方法。
背景技术
市场对液压元件耐压的要求越来越高，为了使高压液压元件在使用过程中能稳定工作，这就要求液压元件的壳体强度能满足长期的高压输出而不产生变形，常规金属壳体不能满足长期高压力下的使用。增加壳体强度，原来也只是增加材料的牌号来试验，从最初的浇铸铝壳体逐步演变为挤压型材，同时提高牌号来增加壳体的强度。从最初的浇铸HT150逐步提高到HT300，或者是QT400等强度更好的材料，虽然起到一定的效果，但产品成本会大大提高，不能满足市场的需求。经过将壳体陶瓷化后，试验后效果远好于材料牌号增加。而且产品成本大大降低。
现有的金属表面陶瓷化技术主要有：热熔喷涂法、油基介质法等。油基介质法需先将工件进行超声波清洗。需要建立由泵、直动式溢流阀、节流阀、油箱、陶瓷化处理容器、恒温槽、温度计、流量计、压力计组成的的液压系统，将制备好的油基纳米陶瓷介质作为此液压系统的工作介质，将已清洗的工件置入陶瓷化处理容器中，运行此液压系统，通过调节节流阀和溢流阀，调定陶瓷化处理容器的工作压力、流量，控制陶瓷化处理容器的温度，让液压系统连续工作10h，进而完成了金属表面陶瓷化。热熔喷涂法需要通过高昂的发热设备形成火焰、电弧或等离子体等热源，将喷涂材料加热至熔化并加速形成高速熔滴，喷向基体，形成涂层。只能对一些结构简单工的件表面进行喷涂。不适合对复杂工件进行表面陶瓷化处理，还会产生热变形、膜体剥落等。
这些方法的均存在缺点，不适合于自动化生产线，无法集成在机械加工生产线的某一工序，设备投资大，对员工技能的依赖性强，作业环境差、一定的污染、喷涂材料利用率低，喷涂成本高，有前处理环节和后整理工序。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种金属液压元件壳体的陶瓷化方法，解决现有方法喷涂材料利用率低，污染环境，人工依赖性强，无法融入自动化生产线的问题。
技术方案：本发明所述的金属液压元件壳体的陶瓷化方法，包括以下步骤：
(1)将纳米陶瓷粉和粘合剂混合搅拌，形成陶瓷泥，将陶瓷泥包裹在铜线外面做成方块，露出接线鼻，得到纳米陶瓷电极；
(2)在绝缘容器里放入绝缘油，然后将纳米陶瓷电极和金属液压元件壳体浸没在绝缘油中，接通双脉冲电源，电极进行放电，电极陶瓷材料逐渐向金属液压元件壳体呈浪泳式推移，进行渗透融合，形成陶瓷镀层，即完成陶瓷化。
所述步骤(1)中纳米陶瓷粉和粘合剂的混合比例是9-12:1搅拌30-60分钟。
搅拌温度为10-15℃，搅拌速度为60-120r/min。
所述步骤(1)中纳米陶瓷粉的制备过程为：将粒度为1～50nm的SiO2、Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4超细纳米粉末，按照42-34：29-20：14-21：9-14：6-15的比例，在10-15℃的环境下进行搅拌，搅拌速度150-300r/min，搅拌时间2.5-3.5小时。
所述步骤(1)中粘合剂的制备过程为：将双组分导电粘合剂和稳定剂油酸钠按照66.5-56.5:33.5-43.5的比例在10-15℃的环境下进行搅拌，搅拌速度150-300r/min，搅拌时间30-60分钟，再将搅拌好的粘合液按9-12:1的比例加入纳米稀土稳定剂，再搅拌30-60分钟。
所述步骤(2)中采用输出电压0-18V、输出电流0-500A和输出脉冲频率30KHz的双脉冲电源。
有益效果：本发明减少设备投资，降低对员工技能的依赖，改善作业环境、减少环境污染、提高喷涂材料利用率低，降低喷涂成本，使陶瓷化工序能够融入自动化生产线，可集成在机械加工生产线的某一工序上，对工件的形状没有要求，陶瓷化无死角，提高了金属液压元件壳的强度和耐腐蚀性。
附图说明
图1是陶瓷化的金属液压元件壳体的结构示意图；
图2是铜接线体结构示意图；
图3是纳米陶瓷电极的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
采用本发明对金属液压元件壳体进行陶瓷化，陶瓷化后如图1所示，
金属液压元件壳体的陶瓷化方法包括以下步骤：
(1)制备纳米陶瓷电极
配制纳米陶瓷粉：将粒度为1～50nm的SiO2、Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4超细纳米粉末,按照42：29：14：9：6的比例，在10-15摄氏度的环境下进行搅拌，搅拌速度150-300r/min，搅拌时间3.5小时。
配制成粘合剂：将双组分导电环氧粘合剂和稳定剂油酸钠按照56.5:43.5的比例在10-15摄氏度的环境下进行搅拌，搅拌速度150-300r/min，搅拌时间30分钟。再将搅拌好的粘合液按照12:1的比例加入纳米稀土稳定剂，再搅拌30分钟。
将纳米陶瓷粉和粘合剂按照76:24的比例在10-15摄氏度的环境下进行搅拌，搅拌速度60-120r/min，搅拌时间30分钟，混合成为陶瓷泥。
将铜材料加工成图2的形状，作为铜接线体。
将陶瓷泥包裹在铜接线体外面做成大小适中的方块，压紧压实，露出铜接线鼻，就做成了陶瓷电极，如图3所示。
做好的纳米陶瓷电极在15摄氏度以上的环境下固化24以上就可使用。15摄氏度以下的环境下固化36以上方可使用。固化好的陶瓷电极包装好，可以在常温下放置，随用随取。
(2)金属壳体表面陶瓷化
根据金属壳体的大小选好适中的绝缘容器，加入SH0040-91绝缘油，要完全淹没金属壳体。
选用双脉冲电源，要求：输出电压0-18V、输出电流0-500A、输出脉冲频率30KHz。将做好的纳米陶瓷电极和金属壳体放入加满SH0040-91绝缘油的容器内，接通脉冲电源，当电极达到20KHz脉冲频率进行放电时，电极陶瓷材料逐渐向金属液压元件壳体呈浪泳式推移，进行渗透融合，形成厚度一定的光整的陶瓷涂层。双脉冲电源电源工作时，其反向脉冲的阳极化溶解，使阴极表面金属离子浓度迅速回升，有利于随后的阴极周期使用高的脉冲电流密度，因而陶瓷层致密、光亮、孔隙率低，其反向脉冲的阳极剥离能力，使陶瓷膜中机杂质的夹附大大减少，因而陶瓷层纯度高，抗变色能力强。设定好脉冲电源的电压和电流后，陶瓷膜层厚度根据脉冲时间和脉冲频率而调节。

Claims (5)

1.一种金属液压元件壳体的陶瓷化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纳米陶瓷粉和粘合剂混合搅拌，形成陶瓷泥，将陶瓷泥包裹在铜接线柱外面做成方块，露出接线鼻，得到纳米陶瓷电极；
(2)在绝缘容器里放入绝缘油，然后将纳米陶瓷电极和金属液压元件壳体浸没在绝缘油中，电极接通双脉冲电源，电极进行放电，电极陶瓷材料逐渐向金属液压元件壳体呈浪泳式推移，进行渗透融合，形成陶瓷镀层，即完成陶瓷化。
2.根据权利要求1所述的金属液压元件壳体的陶瓷化方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米陶瓷粉和粘合剂的混合的质量比是9:1-12:1，搅拌温度为10-15℃，搅拌速度为60-120r/min。
3.根据权利要求1所述的金属液压元件壳体的陶瓷化方法，其特征在于，所述步骤(1)中纳米陶瓷粉的制备过程为：将粒度为1～50nm的SiO2、Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4超细纳米粉末，按照42-34：29-20：14-21：9-14：6-15的质量比混合，在10-15℃的环境下进行搅拌，搅拌速度150-300r/min，搅拌时间2.5-3.5小时。
4.根据权利要求1所述的金属液压元件壳体的陶瓷化方法，其特征在于，所述步骤(1)中粘合剂的制备过程为：将双组分导电粘合剂和稳定剂油酸钠按照66.5-56.5:33.5-43.5的质量比在10-15℃的环境下进行搅拌，搅拌速度150-300r/min，搅拌时间30-60分钟，再将搅拌好的粘合液按9-12:1的质量比加入纳米稀土稳定剂，再搅拌30-60分钟。
5.根据权利要求1所述的金属液压元件壳体的陶瓷化方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用输出电压0-18V、输出电流0-500A和输出脉冲频率30KHz的双脉冲电源。
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