CN111304639A - 一种无油活塞医疗空压机缸体及其表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及表面处理领域，提供一种无油活塞医疗空压机缸体及其表面处理工艺，用于提高医疗空压机缸体的表面强度。本发明提供的一种无油活塞医疗空压机缸体处理工艺，包括：S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠15~35g/L、硫酸镍10~50g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为70~90℃，处理时间为20~30min；S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。镀层致密、无孔，耐蚀性远优于电镀镍，硬度高，耐磨性良好，兼备了良好的耐蚀与耐磨性能，与通常的钢铁、铜等基体的结合良好。

Description

一种无油活塞医疗空压机缸体及其表面处理工艺
技术领域
本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种无油活塞医疗空压机缸体及其处理工艺。
背景技术
电镀加工技术传统上是用于防护和装饰用处，但随着电镀技术的进步，电镀加工曾经不只仅只用于防护和装饰范畴，而且能够成为一个重要的新资料消费工具。
目前世界上纳米晶体资料的制造技术能够分为三大类：一是外力合成法，如机械研磨；二是电堆积的办法，如电镀堆积、等离子体堆积；三是相变界面构成法。其中电镀办法与其它办法相比有其本身的特性，一是很多单一金属能够被电镀出来，二是技术难度相对较小。
医用空压机主要是为需要气源的医疗保健设备提供充足、洁净的气源，适用于牙科设备制氧机设备、呼吸机设备、医药设备等。医用空压机是属于微型无油往复活塞式压缩机，电机单轴驱动曲轴错角为180°分布的两组曲柄摇杆机构，主运动副为活塞环，副运动副为铝合金圆柱面，运动副之间由活塞环自润滑而不需添加任何润滑剂。压缩机通过曲柄摇杆的往复运动使圆柱面气缸的行程容积发生周期性变化，电机运转一周，每组气缸的行程容积将各有两次方向相反的变化。当活塞向轴运动时，气缸容积增大，缸内为负压，这时大气压大于气缸内压力，空气通过进气阀进入气缸，此时为吸气过程：当活塞向盖运动时，进入气缸内的气体受到压缩，气体内的压力迅速增加，当压力大于排气腔压力时，排气阀被打开，此时为排气过程。
医用空压机缸体上必须具有足够强度的镀层，现有镀层多为硬质铝氧化层，硬度较低，且使用寿命较短。
发明内容
本发明解决的技术问题为提高医疗空压机缸体的表面强度，提供一种无油活塞医疗空压机缸体及其处理工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠15~35g/L、硫酸镍10~50g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为70~90℃，处理时间为20~30min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。
以次磷酸钠为还原剂时，由于有磷析出，发生磷与镍的共沉积，所以化学镀镍层是磷呈弥散态的镍磷合金镀层。
镀层致密、无孔，耐蚀性远优于电镀镍，硬度高，耐磨性良好，兼备了良好的耐蚀与耐磨性能，与通常的钢铁、铜等基体的结合良好。
优选地，所述脱膜包括常温水洗15~50s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为15~50s，超声功率为32~40kHz。
优选地，所述抛光包括常温水洗15~50s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为30~60s。
优选地，所述除油包括常温水洗15~50s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为90~270s，所述超声功率为32~40kHz。在镀膜处理前要对缸体进行充分前处理，以提高镀层的同缸体结合力，进而提高缸体的使用寿命。
优选地，所述钝化包括超声波水洗15~50s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为30~60s，所述钝化温度为50~70℃。
优选地，所述清洗为热水水洗30~60s，所述热水的温度为85~95℃。
优选地，所述烘干为90~100℃下在空气气氛中干燥90~360s。镀膜形成后，进行一定程度的高温处理，可以进一步提高镀层的硬度，可以接近甚至超过铬镀层的硬度。
优选地，所述次磷酸钠25~35g/L、硫酸镍35~50g/L。
优选地，所述次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L。
一种无油活塞医疗空压机缸体，所述缸体表面镀层中含有磷和镍，磷的质量分数为1~15%。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：镀层致密、无孔，耐蚀性远优于电镀镍，硬度高，耐磨性良好，兼备了良好的耐蚀与耐磨性能，与通常的钢铁、铜等基体的结合良好；可以显著提升缸体的使用寿命。
具体实施方式
以下实施列是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。
实施例1
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为30s，超声功率为35kHz。所述抛光包括常温水洗30s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为40s。所述除油包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为180s，所述超声功率为35kHz。所述钝化包括超声波水洗30s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为40s，所述钝化温度为60℃。所述清洗为热水水洗40s，所述热水的温度为90℃。所述烘干为95℃下在空气气氛中干燥270s。
以次磷酸钠为还原剂时，由于有磷析出，发生磷与镍的共沉积，所以化学镀镍层是磷呈弥散态的镍磷合金镀层。镀层致密、无孔，耐蚀性远优于电镀镍，硬度高，耐磨性良好，兼备了良好的耐蚀与耐磨性能，与通常的钢铁、铜等基体的结合良好。在镀膜处理前要对缸体进行充分前处理，以提高镀层的同缸体结合力，进而提高缸体的使用寿命。镀膜形成后，进行一定程度的高温处理，可以进一步提高镀层的硬度，可以接近甚至超过铬镀层的硬度。
实施例2
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠15g/L、硫酸镍10g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为70℃，处理时间为30min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗15s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为50s，超声功率为32kHz。所述抛光包括常温水洗15s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为60s。所述除油包括常温水洗15s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为270s，所述超声功率为32kHz。所述钝化包括超声波水洗15s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为60s，所述钝化温度为50℃。所述清洗为热水水洗30s，所述热水的温度为95℃。所述烘干为90℃下在空气气氛中干燥360s。
实施例3
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠35g/L、硫酸镍50g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为90℃，处理时间为30min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗50s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为15s，超声功率为40kHz。所述抛光包括常温水洗50s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为30s。所述除油包括常温水洗50s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为90s，所述超声功率为40kHz。所述钝化包括超声波水洗50s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为30s，所述钝化温度为70℃。所述清洗为热水水洗60s，所述热水的温度为85℃。所述烘干为100℃下在空气气氛中干燥90s。
实施例4
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗60s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为60s，超声功率为45kHz。所述抛光包括常温水洗60s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为90s。所述除油包括常温水洗60s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为360s，所述超声功率为45kHz。所述钝化包括超声波水洗60s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为90s，所述钝化温度为80℃。所述清洗为热水水洗90s，所述热水的温度为100℃。所述烘干为110℃下在空气气氛中干燥450s。
实施例5
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗10s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为10s，超声功率为30kHz。所述抛光包括常温水洗10s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为20s。所述除油包括常温水洗10s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为60s，所述超声功率为30kHz。所述钝化包括超声波水洗10s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为20s，所述钝化温度为40℃。所述清洗为热水水洗20s，所述热水的温度为80℃。所述烘干为80℃下在空气气氛中干燥60s。
对比例1
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠10g/L、硫酸镍60g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为30s，超声功率为35kHz。所述抛光包括常温水洗30s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为40s。所述除油包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为180s，所述超声功率为35kHz。所述钝化包括超声波水洗30s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为40s，所述钝化温度为60℃。所述清洗为热水水洗40s，所述热水的温度为90℃。所述烘干为95℃下在空气气氛中干燥270s。
对比例2
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠45g/L、硫酸镍5g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为30s，超声功率为35kHz。所述抛光包括常温水洗30s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为40s。所述除油包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为180s，所述超声功率为35kHz。所述钝化包括超声波水洗30s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为40s，所述钝化温度为60℃。所述清洗为热水水洗40s，所述热水的温度为90℃。所述烘干为95℃下在空气气氛中干燥270s。
对比例3
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为70℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为30s，超声功率为35kHz。所述抛光包括常温水洗30s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为40s。所述除油包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为180s，所述超声功率为35kHz。所述钝化包括超声波水洗30s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为40s，所述钝化温度为60℃。所述清洗为热水水洗40s，所述热水的温度为90℃。所述烘干为95℃下在空气气氛中干燥270s。
对比例4
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述脱膜包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为30s，超声功率为35kHz。所述抛光包括常温水洗30s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为40s。所述除油包括常温水洗30s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为180s，所述超声功率为35kHz。所述钝化包括超声波水洗30s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为40s，所述钝化温度为50℃。所述清洗为热水水洗40s，所述热水的温度为80℃。所述烘干为80℃下在空气气氛中干燥270s。
对比例5
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括：
S10`.对缸体进行水洗；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为80℃，处理时间为25min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。所述钝化包括超声波水洗30s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为40s，所述钝化温度为60℃。所述清洗为热水水洗40s，所述热水的温度为90℃。所述烘干为95℃下在空气气氛中干燥270s。
对比例6
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括对缸体进行化学镀镍处理。
对比例7
一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，包括在缸体表面形成硬质铝氧化层。
实验例
测试实施例1~3及对比例中的缸体外层的硬度，测试方法参照GB/T4340.1-2012。测试结果见表1。
表1 缸体表层硬度
Figure 62451DEST_PATH_IMAGE001
从表1可知，采用一定浓度的次磷酸钠和硫酸镍进行化学沉积形成的含镍磷的镀层可以有效的提高缸体表面的硬度。从实施例5和6可以看出化学镀膜过程中各阶段的温度控制和处理时间对镀层的硬度有一定影响，只有在实施例1~3中记载的范围内才能有效的提高镀层的强度。对比例1和2中的次磷酸钠和硫酸镍的浓度同实施例1~3不同，形成的镀层的强度也低于实施例1~3，表明只有一定浓度的次磷酸钠和硫酸镍共同使用才有可能提高镀层的硬度。对比例3中化学沉积过程中温度不同于实施例1~3，对比例4中化学沉积后的各阶段的处理的温度都低于实施例1~3中记载，表明化学沉积过程中和化学沉积后各处理步骤的温度控制较为关键。对比例5中化学沉积前的处理方式同实施例1~3不同，镀层的硬度也有较大的差别，因此缸体镀膜的前处理对于缸体镀层的硬度有较为重要影响。对比例6采用化学镀镍，对比例7采用硬质铝氧化作为表层，硬度均显著低于实施例1~3。
实施例1~3中的缸体的寿命为2.5~4年，对比例7中的缸体寿命为1~1.5年。缸体的寿命也得到了显著的提升。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，包括：
S10.对缸体进行脱膜、抛光、除油；
S20.采用化学镀镍的方式对缸体进行表面处理，所述化学镀镍采用的表面处理剂中包括次磷酸钠15~35g/L、硫酸镍10~50g/L，所述化学镀镍过程中控制表面处理剂的温度为70~90℃，处理时间为20~30min；
S30.将表面处理后缸体钝化、清洗后烘干。
2.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述脱膜包括常温水洗15~50s后，进行超声波处理，所述超声波处理时间为15~50s，超声功率为32~40kHz。
3.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述抛光包括常温水洗15~50s后，采用抛光剂对缸体进行抛光，抛光时间为30~60s。
4.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述除油包括常温水洗15~50s后，进行超声波处理，所述超声波处理的时间为90~270s，所述超声功率为32~40kHz。
5.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述钝化包括超声波水洗15~50s后，采用钝化剂对缸体进行钝化，所述钝化时间为30~60s，所述钝化温度为50~70℃。
6.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述清洗为热水水洗30~60s，所述热水的温度为85~95℃。
7.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述烘干为90~100℃下在空气气氛中干燥90~360s。
8.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述次磷酸钠25~35g/L、硫酸镍35~50g/L。
9.根据权利要求1所述的一种无油活塞医疗空压机缸体表面处理工艺，其特征在于，所述次磷酸钠25g/L、硫酸镍35g/L。
10.一种无油活塞医疗空压机缸体，其特征在于，所述缸体表面镀层中含有磷和镍，磷的质量分数为1~15%。
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