一種表面復合梯度鍍層的活塞桿的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，包括活塞桿主體，所述活塞桿主體的外表面設有1～2mm厚的超聲振動強化層；所述超聲振動強化層表面復合0.5～1mm厚鍍鎳層；所述鍍鎳層表面復合0.5mm厚多層梯度鎳-鈷復合鍍層，一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，超聲強化振動層增加了活塞桿表面的硬度，細化了桿體表面的晶粒，提高了基底與鍍層直接的結合力；復合梯度鍍層顯著的提高了活塞桿表面的耐用型，可承受更大剪切應力，且活塞桿表面強度均勻，表面質量統一，可以顯著提高活塞桿的使用壽命。
【專利說明】一種表面復合梯度鍍層的活塞桿
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種活塞桿，具體涉及一種表面復合梯度鍍層的活塞桿。
【背景技術】
[0002]液壓傳動是一種安全、高效、承載能力強和可以實現無極調速的傳動方式，因而被廣泛運用在工程機械領域。液壓缸是液壓傳動中的主要執行元件，活塞桿是液壓缸的重要組成元件，也是在液壓缸中將液壓油的壓力轉換為直線運動的主要承載元件。由于實際的工作需求，液壓缸需要頻繁的往復運動，在惡劣的工況下，油液受到灰塵的污染和外部環境中的飛石沖擊，都會導致活塞桿表面損傷，密封件損壞，使得液壓缸的安全系數降低，更嚴重的會使液壓缸報廢，導致整個液壓系統停止，給企業帶來嚴重的經濟損失。因而在普通的活塞桿表面，特別是活塞桿的工作表面需要進行表面強化處理，從而有效的延長活塞桿的使用壽命，實現活塞桿的長期穩定運行。 [0003]傳統的液壓缸活塞桿表面強化方法有表面陶瓷硬化法、電鍍硬鉻鍍層、鹽浴熱處理法、熱噴涂陶瓷涂層法等，熱噴涂和電鍍都是通過物理附著的方法的方式在活塞桿表面形成一層表面抗磨涂層，基底與涂層間的結合力較弱，不能承受剪切應力，因而容易脫落，而且在電鍍硬鉻鍍層時鍍液對環境的污染很大，而通過熱處理的方式只能略微提高活塞桿的表面強度，而且該方法活塞桿表面強度分布不均勻，表面質量不統一。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，該活塞桿的強度及硬度大大增強，復合梯度鍍層顯著的提高了活塞桿表面的耐用型，使其能夠承受更大剪切應力，且活塞桿表面強度均勻，表面質量統一，在不增加額外生產成本的基礎上，提高了活塞桿的使用壽命和產品的性價比。
[0005]本實用新型通過以下技術措施來實現:一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，包括活塞桿主體，所述活塞桿主體的外表面設有I~2mm厚的超聲振動強化層；所述超聲振動強化層表面復合0.5~Imm厚鍍鎳層；所述鍍鎳層表面復合0.5mm厚多層梯度鎳-鈷復合鍍層。
[0006]所述多層梯度鎳-鈷復合鍍層設有5層，且鎳-鈷復合鍍層由內向外依次增厚，鎳-鈷復合鍍層I厚0.015~0.02mm,鎳-鈷復合鍍層II厚0.021~0.05mm,鎳-鈷復合鍍層III厚0.051~0.10mm，鎳-鈷復合鍍層IV厚0.101~0.14mm，鎳-鈷復合鍍層V厚0.141 ~0.19mm。
[0007]進一步地,鎳-鈷復合鍍層I厚0.02mm,鎳-鈷復合鍍層II厚0.05mm,鎳-鈷復合鍍層III厚0.10mm，鎳-鈷復合鍍層IV厚0.14臟，鎳-鈷復合鍍層V厚0.19mm。 [0008]本實用新型的加工工藝為:1)按照圖紙要求對活塞桿主體進行粗車、精車至要求的尺寸后，對活塞桿主體進行超聲強化振動處理，形成超聲振動強化層，使活塞桿表面強度達到HRC721RC120，粗糙度在Ra0.θ1~θ.8 ；2)對強化好的活塞桿表面進行除油，進行清洗表面雜質等常規清洗；3)在斷電情況下將工件浸入鍍鎳溶液中，浸泡2min-15min，然后進行陽極腐蝕，使用的電流密度為20A/dm2-30A/dm2，時間為lmin_2min，在超聲振動強化層表面形成0.5~1mm厚鍍鎳層；4)對已清洗好的活塞桿表面進行沖擊電鍍處理，陽極腐蝕后應立即用46.5A/dm2-77.15A/dm2的電流沖擊鍍鎳30s_90s ；5)對工件表面進行復合梯度電鍍，通過調整不同的電流密度、電鍍時間和調整鍍液中鎳與鈷的比例，得到晶粒尺寸由小到大，厚度由薄到厚的多層梯度鎳-鈷復合鍍層；6)將電鍍好的活塞桿修磨，使其滿足尺寸和粗糙度要求。
[0009]本實用新型有益效果是:一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，超聲強化振動層增加了活塞桿表面的硬度，細化了桿體表面的晶粒，提高了基底與鍍層直接的結合力；復合梯度鍍層顯著的提高了活塞桿表面的耐用型，可承受更大剪切應力，且活塞桿表面強度均勻，表面質量統一，可以顯著提高活塞桿的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0011]附圖1是一種表面復合梯度鍍層的活塞桿的結構示意圖。
[0012]附圖2是多梯度鎳-鈷復合鍍層的結構示意圖。
[0013]圖中，1.活塞桿主體，2.超聲振動強化層，3.鍍鎳層，4.多梯度鎳-鈷復合鍍層，4-1.鎮-鈷復合鍛層I，4-2.鎮-鈷復合鍛層II，4-3.鎮-鈷復合鍛層III，4-4.鎮-鈷復合鍍層IV, 4-5.鎳-鈷復合鍍層V。
【具體實施方式】
[0014]在附圖中，一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，包括活塞桿主體1，所述活塞桿主體1的外表面設有1~2mm厚的超聲振動強化層2 ;所述超聲振動強化層2表面復合0.5~1mm厚鍍鎳層3 ;所述鍍鎳層3表面復合0.5mm厚多層梯度鎳-鈷復合鍍層4。
[0015]所述多層梯度鎳-鈷復合鍍層4設有5層，且鎳-鈷復合鍍層由內向外依次增厚，鎳-鈷復合鍍層I 4-1厚0.015~0.02mm,鎳-鈷復合鍍層II 4-2厚0.021~0.05mm,鎳-鈷復合鍍層III 4-3厚0.051~0.1Omm,鎳-鈷復合鍍層IV厚4-40.101~0.14mm,鎳-鈷復合鍍層 V 4-5 厚 0.141 ~0.19mm。
[0016]進一步地，鎳-鈷復合鍍層I 4-1厚0.02mm,鎳-鈷復合鍍層II 4-2厚0.05mm,鎳-鈷復合鍍層III 4-3厚0.1Omm,鎳-鈷復合鍍層IV 4-4厚0.14mm,鎳-鈷復合鍍層V 4-5厚 0.1 Qmnin
[0017]本實用新型的加工工藝為:1)按照圖紙要求對活塞桿主體進行粗車、精車至要求的尺寸后，對活塞桿主體I進行超聲強化振動處理，車床線速度為100m/min，進給量為0.lmm/s，在活塞桿主體I的表面形成f 2mm厚超聲振動強化層2，使活塞桿表面強度達到HRC721RC120，粗糙度在Ra0.01~0.8 ；2)對強化好的活塞桿表面使用丙酮和工業酒精進行除油，進行清洗表面雜質等常規清洗；3)在斷電情況下將工件浸入鍍鎳溶液中，浸泡2min-15min,然后進行陽極腐蝕,使用的電流密度為20A/dm2-30A/dm2,時間為lmin-2min,在超聲振動強化層2表面形成0.5~1mm厚鍍鎳層3 ；4)對已清洗好的活塞桿表面進行沖擊電鍍處理，陽極腐蝕后應立即用46.5A/dm2-77.15A/dm2的電流沖擊鍍鎳30s_90s ;5)對工件表面進行鎳-鈷復合梯度電鍍，通過調整不同的電流密度、電鍍時間和調整鍍液中鎳和鈷的比例，得到晶粒尺寸由小到大，厚度由薄到厚的多層梯度鎳-鈷復合鍍層5，具體為:使用電流密度為10A/dm2、15A/dm2、20A/dm2、25A/dm2、30A/dm2依次對活塞桿電鍍60min，其中，當電流密度為20A/dm2、25A/dm2、30A/dm2時，逐步增加鍍液中鈷的含量，得多梯度鎳_鈷復合鍍層5的厚度為0.5mm左右；6)將電鍍好的活塞桿修磨，使其滿足尺寸和粗糙度要求。
[0018]本實用新型中活塞桿表面的復合梯度鍍層為鎳-鈷復合鍍層，綜合了鎳-鈷的優勢，且活塞桿表面強度均勻。
【權利要求】
1.一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，包括活塞桿主體(1)，其特征是，所述活塞桿主體(O的外表面設有I?2mm厚的超聲振動強化層(2);所述超聲振動強化層(2)表面復合.0.5?Imm厚鍍鎳層(3);所述鍍鎳層(3)表面復合0.5mm厚多層梯度鎳-鈷復合鍍層(4)。
2.根據權利要求1所述一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，其特征是，所述多層梯度鎳-鈷復合鍍層(4)設有5層，且鎳-鈷復合鍍層由內向外依次增厚，鎳-鈷復合鍍層I(4-1)厚0.015?0.02臟，鎳-鈷復合鍍層II (4-2)厚0.021?0.05臟，鎳-鈷復合鍍層III(4-3)厚0.051?0.10mm，鎳-鈷復合鍍層IV厚(4-4)厚0.101?0.14mm，鎳-鈷復合鍍層V (4-5)厚 0.141 ?0.19mm。
3.根據權利要求1或2所述一種表面復合梯度鍍層的活塞桿，其特征是，鎳-鈷復合鍍層I (4-1)厚0.02mm，鎳-鈷復合鍍層II (4-2)厚0.05mm，鎳-鈷復合鍍層III (4-3)厚.0.10mm，鎳-鈷復合鍍層IV (4-4)厚0.14臟，鎳-鈷復合鍍層V (4-5)厚0.19mm。
【文檔編號】F16J7/00GK203532727SQ201320689957
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】陳天馳, 楊海峰, 周龍鵬, 賀海東 申請人:中國礦業大學