[发明专利]一种防腐耐磨液压油缸柱塞及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于液压油缸领域，具体而言，涉及一种防腐耐磨液压油缸柱塞及其制作方法。

背景技术

柱塞式液压缸：是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或者柱塞的自身重量回程，只有在是上移式液压缸中可以靠运动部件本身的重量回程；

柱塞只靠缸套支撑而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适合于做长行程液压缸，如导轨磨床，大型拉床，龙门刨床；

工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；

柱塞重量往往较大，水平放置时容易自重面下垂，造成密封件和导向单边磨损。

同时，因为液压油缸的柱塞部分在工作状态中需要不断地伸出缸筒，伸出缸筒之后很容易会受到氧化物以及酸性气体的侵蚀，长期这样会快速缩短柱塞的寿命，进而缩短液压油缸的寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性能高而且耐磨性能良好，综合性能稳定，使用寿命长的一种防腐耐磨液压油缸柱塞，同时还提供这种耐磨液压油缸柱塞的制作方法。

在本发明实施例提供的一种防腐耐磨液压油缸柱塞，包括柱塞液压油缸柱塞基体，所述柱塞基体的表面覆有金属陶瓷层；

以质量百分比计，所述金属陶瓷层包括以下原料：

铬10～30％、硅5～12％、铁30～40％、碳5～13％、镍30～40％，钼1-2％；

所述防腐耐磨液压油缸柱塞通过下述方法制成：

步骤1：将所述原料制成混合粉末；

步骤2：将所述混合粉末覆盖在所述柱塞基体的表面；

步骤3：通过激光熔覆，将所述混合粉末与所述柱塞基体的表面熔凝，形成金属陶瓷层固定在所述柱塞基体的表面。

通过本发明实施例提供的一种防腐耐磨液压油缸柱塞，在液压油缸柱塞基体的表面通过激光熔覆将混合粉末熔覆在柱塞基体上，形成防腐蚀性能高，耐磨性能良好，综合性能稳定的金属陶瓷层，柱塞进而提高了液压油缸柱塞的使用寿命。

通过激光熔覆工艺，将混合粉末熔覆在柱塞基体的表面，因为混合粉末中的铬和碳的熔点较高，在激光熔覆的过程中，铬和碳形成硬质相碳化铬，成为该金属陶瓷层主要的耐磨成分，提高了金属陶瓷层的耐磨性能。

在该工艺方法中，优选地，采用同步式激光熔覆，将混合粉末直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。在辐照的同时，将混合粉末熔覆在柱塞基体的表面，形成金属陶瓷层，完成熔覆。

其中使用的激光束，优选地，采用CO₂激光器，其效率高，光束质量好，工作稳定。

在进行激光熔覆之后，再进行后期热处理，最终制成成品。

该工艺方法简单，产品质量好，为制作防腐耐磨液压油缸柱塞降低了制作成本。

铁、镍的熔点相对较低，在激光熔覆的过程中，为液相烧结，能够加快金属陶瓷层的成型，而且在成形的过程中，铁、镍的内部原子颗粒会进行重新整合排列，晶粒尺寸也会得到控制，进而优化铁、镍以及生成的化合物的显微结构和性能，提高金属陶瓷层的工艺加工性能，同时，在成形的过程中，能够填补大的颗粒物质之间的空隙，避免成形的金属陶瓷层出现缺陷。并且与柱塞基体形成少量化合物，提高与柱塞基体之间的结合力。

非金属材料成分硅可以提高材料成分的浸润性能和扩散速度，通过激光融覆，使混合粉末与柱塞基体形成冶金反应，有很高的结合强度，可以在柱塞基体表面形成致密的金属陶瓷层，不易从柱塞基体上脱落，减少了因涂层脱落造成的柱塞提前报废。而且因为硅具有良好的导热性能，能够提高金属陶瓷层的导热性能，使得金属陶瓷层在较高的工作温度下不易开裂，提高其使用寿命。而过渡金属钼能够全面提高金属陶瓷层的耐磨性能和耐腐蚀性能。

经测定该金属陶瓷层的洛氏硬度标准C(HRC)达到70～89，而42CrMo一般在HRC50以下，镍基耐磨合金如Ni-Cr合金、Ni-Cr-Mo合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Cu合金、Ni-P和Ni-Cr-P合金、Ni-Cr-Mo-Fe合金等，一般在HRC60以下，高的硬度提高了柱塞的耐磨性能。

同时因为还具有很好地工艺加工性能，并且成形后的稳定性高，在实际应用中，比现有的柱塞的使用寿命长5倍以上。据测试，该柱塞连续使用，至少能够使用5年以上。而现有技术中使用的柱塞在不连续使用的前提下，基本上使用1年之后就必须更换，使用成本高。

所以，和现有的柱塞相比，性能更加优良，使用寿命长，而且工艺制作成本低，有利于大规模生产以及大范围使用。

进一步地，以质量百分比计，所述金属陶瓷层包括以下原料：