[实用新型]纳米陶瓷柱塞

说明书

技术领域

本实用新型涉及泵类，特别是柱塞泵所使用的一种纳米陶瓷柱塞。

背景技术

柱塞泵在工作时，其主要动作部件柱塞会因长期与柱塞泵内壁相对运动而造成磨损，因此要求柱塞泵的柱塞具有较强的耐磨性能；而且，在一些环境较恶劣的工作条件下，柱塞与柱塞泵内壁之间容易被工作环境中所存在的腐蚀性物质所污染，因此，该柱塞同时也需要具有较强的抗腐蚀性能。目前柱塞泵的柱塞大多为采取具有较强耐磨、耐腐蚀性的金属材质如硬铬、硬质合金、耐磨铸铁等作为柱塞基体来满足实际工作上的需要，但是其成本较高，且在一些要求较高的特殊工作环境下，其耐磨及耐腐蚀性能仍无法令人满意，致使柱塞的工作寿命短，柱塞泵的效率较低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有较强耐磨及耐腐蚀性能的纳米陶瓷柱塞。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

该纳米陶瓷柱塞，其特征在于：在柱塞基体的表面均匀制有一层纳米陶瓷层。

而且，所述的纳米陶瓷层均匀制在柱塞基体的圆柱面及底面上。

本实用新型的优点和积极效果是：

1.本柱塞的圆柱面及底面的外表面均匀制有一层纳米陶瓷的耐磨、耐腐蚀层，使本柱塞具有了纳米陶瓷耐磨性微粒的高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗冲击和抗机械冲刷的综合性能。

2.本柱塞是采用电沉积方式将纳米陶瓷均匀地制在柱塞表面，且纳米陶瓷层与基体具有较强的结合强度，因此其耐磨、抗腐蚀性能十分优异。

3.本实用新型通过在柱塞泵柱塞基体的圆柱面及底面的外表面紧密均匀制有一层纳米陶瓷耐磨、耐腐蚀层，纳米陶瓷微粒层可使柱塞具有更加良好的耐磨、耐腐蚀性能，在同等工况下，可大大延长柱塞泵使用寿命，有效提高各类柱塞泵的泵效，而且纳米陶瓷材料电沉积的工艺合格率高且无粉尘污染，极具推广应用价值，特别适合于油田等对柱塞耐磨、耐腐蚀性要求较高的应用场合。

附图说明

图1是本实用新型的主视图(局部剖视)。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步详述：

该纳米陶瓷柱塞，其创新点在于：在该柱塞基体1的表面均匀制有一层纳米陶瓷层2，该纳米陶瓷层均匀制在柱塞基体的圆柱面及底面。可通过电沉积的方法使纳米陶瓷微粒均匀紧密包附于柱塞基体外表面，使其形成纳米陶瓷耐磨、耐腐蚀层。

该纳米陶瓷层的厚度可根据实际需要进行设定。

本柱塞的纳米陶瓷层是通过以下方式制在柱塞基体上的：首先对柱塞基体进行高频淬火，以达到加强柱塞基面对纳米陶瓷微粒层的支撑作用，其作用是保持柱塞基体几何尺寸不变，同时也可减小其基体定位孔的变形；其次对柱塞基体上需要附着纳米陶瓷微粒的基面进行磨光，以增加基面与纳米陶瓷微粒的结合力；然后在纳米陶瓷微粒中添加添加剂，其作用是使纳米陶瓷微粒带电荷并具备活性；最后将具备活性的纳米陶瓷微粒加入到电解液中，在40-60℃的温度下(最佳温度为50℃)采用电沉积方法将纳米陶瓷微粒和基质金属共同沉积到工件的外表面上，形成纳米陶瓷微粒和基质金属的复合层。

为了保证柱塞的外形几何尺寸符合要求，可将制有纳米陶瓷层的柱塞进一步在磨床磨光。

采用上述将纳米陶瓷微粒电沉积制在柱塞基体外表面的方法，沉积温度低，柱塞基体无热变形；且纳米陶瓷微粒与柱塞基体之间具有和电镀相当的结合力，结合强度达到65Mpa。其高耐磨性是本纳米陶瓷柱塞重要的性能，通过试验证实：其耐磨性是硬铬的13倍，是氮化表面的23倍，是硬质合金的3倍，是耐磨铸铁的19倍。纳米陶瓷层均匀，密度高，而且硬而不脆，纳米陶瓷层的硬度高达1000HV(相当于HRC80以上)。纳米陶瓷层的耐腐蚀性能良好，其耐腐蚀性能高于不锈钢。电沉积后，柱塞的外形尺寸不合格，可重新进行沉积，由此降低了废品率。