[实用新型]一种带氧化物膜的活塞

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及一种活塞，特别是一种带氧化物膜的活塞。 

背景技术

水蒸气处理通常都作为粉末冶金类产品最终的一道生产工序，其主要作用是对粉末冶金产品进行封孔处理。除了对产品表面进行封孔，其还需要在产品内部把孔隙封住。活塞是轴对称并且顶部薄的深孔圆柱状产品，其内孔壁的厚度通常不一致。活塞是非均匀的产品，在水蒸气处理的时候，容易出现局部漏气以及发红的问题。传统方法制造出来的活塞，其芯部大孔隙的部位氧化层量比较少，不能完全覆盖住粉末冶金材料的孔隙。当检查气密性的时候，高压气体就会从这些孔隙中冲出来，把表层氧化层胀破，使产品漏气。另外，传统工艺使得表层的氧化层比较厚，容易在某些地方堵塞并不断生成Fe₃O₄，造成这些地方看起来比较“肥大”，影响产品性能。 

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型提供了一种带氧化物膜的活塞，所述氧化物膜厚度适中、均匀致密，所得活塞气密性良好。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种带氧化物膜的活塞，所述活塞外表面和内表面均覆盖有一层Fe₃O₄膜，所述Fe₃O₄膜在活塞外表面的厚度为5μm-7μm，在活塞内表面的厚度为4μm-7μm。优选地，所述Fe₃O₄膜为活塞在520-530℃下与水蒸气反应3.5-4.5h 并接着在580-590℃下与水蒸气反应1.5-2.5h形成的膜。 

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型的活塞表面形成一层致密的氧化物膜，所述氧化物膜厚度适中，在活塞外表面和内表面均具有良好的均匀性，使活塞具有良好的气密性。特别是，活塞的膜是活塞产品在520-530℃下与水蒸气反应3.5-4.5h并接着在580-590℃下与水蒸气反应1.5-2.5h形成，避免了活塞在水蒸气处理工序中出现的气密性不良和发红的问题。 

附图说明

图1是传统活塞产品芯部的金相图； 

图2是本实用新型活塞产品芯部的金相图； 

图3是传统活塞产品表层的金相图； 

图4是本实用新型活塞产品表层的金相图； 

图5是本实用新型一种带氧化物膜的活塞的结构示意图（正视图）； 

图6是本实用新型一种带氧化物膜的活塞的结构示意图（俯视图）； 

图7是图5活塞沿A-A线的截面图。 

具体实施方式

因为粉末冶金产品是多孔材料，所以在封孔过程中，既要在产品外表形成一层连续致密的氧化层，也要在产品芯部形成一氧化层，并且使氧化层均匀分布在孔隙周边。 

当Fe₃O₄膜在活塞外表面的厚度为5μm-7μm，在活塞内表面的厚度为4μm-7μm时，其厚度比较适中，所得到的活塞产品气密性良好。本文所述内表面对应于活塞芯部处的表面。 

实施例1 传统活塞产品与本实用新型活塞产品的比较 

传统方法将活塞产品在540℃下与水蒸气反应3h，然后将活塞产品在580℃下与水蒸气反应3h，从而在活塞产品表面形成膜。所得到的膜结构见图1和图3。 

本实用新型将活塞产品在530℃下与水蒸气反应4h，然后将活塞产品在580℃下与水蒸气反应2h，从而在活塞产品表面形成膜。所得到的膜结构见图2和图4 

图1是传统活塞产品芯部的金相图，从图中可看出，传统活塞芯部大孔隙的部位氧化层量比较少，不能完全覆盖住粉末冶金材料的孔隙。当检气密性的时候，高压气体从这些孔隙“钻”出来，把表层氧化层胀破，产品漏气。 

图2是本实用新型活塞产品芯部的金相图，Fe₃O₄膜在活塞外表面的厚度为7μm，在活塞内表面的厚度为6μm。由图可见，本实用新型所得的活塞，芯部膜的厚度适中，大部或全部大孔隙都被包覆住，所以高压气体不能“钻”出来，气密性良好。 

另外，图3显示，传统活塞的表层氧化层比较厚。如果活塞在形成芯部膜层时就已经在表层深入50μm处堵塞，在形成表层膜时就会在这些地方的表层处不断生成Fe₃O₄，造成有些地方看起来比较“肥大”。而如图4所示，本实用新型活塞并不会存在这个问题，其表层氧化层较薄，相对来说比较均匀、适中，并且气密性良好。 

实施例2 本实用新型一种带氧化物膜的活塞 

图5和图6是本实用新型一种带氧化物膜的活塞的结构示意图。从图5和图6中可看出，本实用新型活塞包括裙部1、头部4和顶部5，活塞外表面和内表面均覆盖有一层Fe₃O₄膜，外膜2的厚度为7μm，内膜3的厚度为6μm。外膜2和内膜3为实施例1中得到的本实用新型活塞的膜。图7是该活塞沿图5中 A-A线的截面图。由图中可更清楚地看到活塞的裙部1、头部4和顶部5，其中活塞外表面的外膜2及内表面的内膜3只示意地表示其位置，未画出其厚度。外膜2在活塞外表面，内膜3在活塞芯部6处形成。活塞内表面和外表面的氧化物膜均具有良好的均匀性（见图2和图4），经检验，该活塞具有良好的气密性。