[发明专利]一种耐磨涂层轻质复合材料活塞杆及液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及液压设备技术领域，特别是液压缸的耐磨涂层轻质复合材料活塞杆。本发明还涉及设有所述活塞杆的液压缸。

背景技术

轻量化是工程机械的发展方向，液压缸作为其关键零部件，轻量化也是必然趋势。

液压缸是液压系统的执行元件，一般由缸筒、活塞杆、活塞、导向套、压盖等零部件组成，它将液压能转换为机械能，用来实现直线往复运动或小于360°的摆动，根据在主机上的安装位置不同，部分也为受力部件。

活塞杆是液压缸的关键零部件之一，用于安装活塞，可在缸筒内往复直线运动，是支持活塞做功的连接部件。

液压缸的重量主要分布在缸筒和活塞杆上，而现有活塞杆的材料多为普通钢材，其质量较重，不能满足轻量化的需求。

另外，活塞杆是一个往复运动频繁的部件，其质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性，故对其表面粗糙度、耐磨防腐性能等技术要求较高。

目前，活塞杆表面防锈主要采用电镀铬的方式，镀铬活塞杆在长期运行后，依然会出现锈蚀现象，因此电镀铬不能从根本上解决活塞杆的防腐问题，且电镀铬时产生的六价铬离子是一种致癌物质，有悖于环保。

因此，如何在保证活塞杆强度的前提下实现轻量化，同时提高其防腐耐磨性能，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种耐磨涂层轻质复合材料活塞杆。该活塞杆在保证强度的前提下可显著减轻自身重量，同时具有更高的防腐耐磨性能。

本发明的第二目的是提供一种设有所述活塞杆的液压缸。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种耐磨涂层轻质复合材料活塞杆，所述活塞杆采用碳纤维增强金属基复合材料，其杆体具有中空的内腔，并且在杆体外表面喷涂金属陶瓷层。

优选地，所述碳纤维增强金属基复合材料具体为碳纤维增强铝基复合材料。

优选地，所述金属陶瓷层具体为碳化钨金属陶瓷层。

优选地，所述杆体在横截面上的壁厚与所述内腔的直径比范围在1:3～1:6之间。

为实现上述第二目的，本发明还提供一种液压缸，包括缸筒、活塞杆、活塞、导向套以及压盖，所述活塞安装于缸筒内部，所述活塞杆一端连接活塞，另一端穿过压盖向外伸出，所述活塞杆为上述任一项所述的耐磨涂层轻质复合材料活塞杆。

本发明采用碳纤维增强金属基复合材料来制作活塞杆，并将活塞杆的杆体设计为空心结构，活塞杆在强度相同的情况下，大大降低了自身重量，实现轻量化，同时活塞杆表层喷涂金属陶瓷层，提高其耐磨、防腐性能，其表面光洁度高，摩擦系数小，可降低活塞杆和配合件在运行中的摩擦损耗，同时可以解决电镀铬所带来的环境污染问题。

本发明提供的液压缸设有上述活塞杆，由于活塞杆具有上述技术效果，因此设有该活塞杆的液压缸也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供耐磨涂层轻质复合材料活塞杆的一种具体实施方式的截面示意图。

图中：

1.杆体  2.金属陶瓷层  3.内腔

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供耐磨涂层轻质复合材料活塞杆的一种具体实施方式的截面示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的活塞杆的杆体为空心结构，采用轻质复合材料，外表面为耐磨防腐涂层，保证活塞杆强度的同时实现轻量化，同时提高其防腐耐磨性能。

具体地，活塞杆的杆体1为空心结构，采用碳纤维增强铝基复合材料制造，经过清洗、粗糙化等表面预处理后，通过热喷涂技术将碳化钨金属陶瓷粉末喷涂于活塞杆外表面，形成耐磨金属陶瓷层2，并通过磨削等工艺达到活塞杆所需尺寸和表面粗糙度。

碳纤维增强铝基复合材料具有质量轻、强度高的特点，同时采用空心杆结构，只需较少的材料即可保持活塞杆的强度不变；金属陶瓷涂层具有极高的化学稳定性，耐水、耐大气腐蚀性能，摩擦系数低，并且无电镀硬铬造成的环境污染问题。

活塞杆的内腔3在横截面上呈圆形，与其杆体1的圆心相重合，杆体1在横截面上的壁厚与内腔的直径比可控制在1:3～1:6之间，以取得最佳的质量和强度平衡比。

当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用其他满足强度要求的轻质复合材料代替碳纤维增强铝基复合材料等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。