[发明专利]一种机车油压式减振器活塞杆的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车油压式减振器活塞杆的表面处理方法，属于液体变容式机械这一技术领域。

背景技术

油压式减振器是铁道机车车辆上一个重要部件。由于机车车辆的车轮与钢轨面之间是钢对钢的接触，因此，车轮表面的几何不规则和轨道的不平顺都直接将加速度经车轮传到悬挂部件上去，使机车车辆各部分产生不规则的高频低幅振动，如果这种振动不经过减振处理，就会降低机械部件的结构强度和使用寿命、恶化机车的运行品质。通常的减振方法是采用油压式减振器来吸收所述的振动，所以，油压式减振器的性能优劣直接影响到行车的安全性和舒适性，是机车车辆行驶机构的重要组成部件之一。近年来，我国铁路已经进入一个全新的发展阶段。由于铁路的提速和城市轨道交通的迅速发展，凸显出对高性能油压式减振器的需求。

为了更加清楚地阐述本发明，下面先结合附图1来说明机车油压式减振器的工作原理。

附图1是机车油压式减振器的工作原理图，机车车厢通过联结机构将载荷传递给活塞杆1，当活塞杆1受到突然向上的加速运动时，由于联结于活塞杆1上的单向液压阀3、以及底部的单向液压阀5只允许机油向上流动而不能向下流动，因此机油只能通过节流调压阀2向上流出；节流调压阀2可以预先调整设置一个容许机油顶出的临界压力；这样一来，活塞杆1所受到的突然向上的加速运动就转化成为从节流调压阀2溢出的压力，该压力通过油腔4向下传递，驱使机油从底部的单向液压阀5向上流入工作区。通过这样一个流动循环，由于机油的粘滞性内耗阻尼，活塞杆1所受到的突然向上的加速运动就大幅度减缓。类似地，当活塞杆1受到突然向下的加速运动时，由于联结于活塞杆1上的单向液压阀3允许机油向上流动，但底部的单向液压阀5却不允许机油向下流动，因此在工作区间的机油就受到压缩，只能通过节流调压阀2向上流出；同样地，活塞杆1所受到的突然向下的加速运动就转化成为从节流调压阀2溢出的压力，该压力通过油腔4向下传递，驱使机油从底部的单向液压阀5向上流入工作区。通过这样一个流动循环，由于机油的粘滞性内耗阻尼，活塞杆1所受到的突然向下的加速运动就大幅度减缓。

显然，在机车车辆运行过程中，由于载荷的反复周期性，使得活塞杆1长时间处于大负荷的高频低幅运动，其外表面与油腔之间形成剧烈的高负荷滑动摩擦，表面很容易磨损而产生沟槽，并由此产生密封失效而出现漏油现象，同时又反过来大幅度降低减振器的工作性能，恶化机车车辆的运行安全。

可见，机车油压式减振器的质量与寿命主要取决于活塞杆表面的耐磨性能。迄今为止，已有的机车油压式减振器中的活塞杆，均采用表面电镀硬铬涂层的方法来提高其耐磨性能。

然而，镀铬工艺会产生有害于环境的废弃物(如六价铬，Cr⁶⁺)，六价铬属于地表水和土壤的固体污染源，是国际卫生组织确认的环境致癌物之一。

其次，镀铬工艺存在难以克服的微观缺陷如气孔、微裂纹等，在高负荷滑动摩擦过程中，镀层容易从活塞杆基体脱落，造成油压式减振器迅速失效。

另外，电镀硬铬的硬度一般只有HV800～900，远不及一些陶瓷和金属陶瓷材料的硬度和耐磨性好，而且，硬铬层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度也低于400℃，难以适应机车高速运行条件下产生局部高温的工作要求。

针对已有的机车油压式减振器活塞杆的涂层技术的不足，本发明人经过多年探索，采用新颖的氧燃料超音速喷涂技术开发出一种高硬度、高耐磨性及高耐腐蚀性的优异的金属陶瓷涂层，并成功地应用到机车油压式减振器的活塞杆的涂层处理上。

发明内容

本发明涉及一种机车油压式减振器活塞杆的表面处理方法，其特征是：用航空煤油或丙烷为燃料，高压氧气或氧气与压缩空气混合气体为助燃剂，控制系统将燃料和助燃剂以一定的流量输送到喷枪，经高速射流雾化喷嘴雾化混合成可燃混合气后喷入喷枪燃烧室，混合气经火花塞点火燃烧后形成高温高压的燃气，通过喷嘴将其加速到超音速形成超音速射流；送粉系统将碳钨钴鉻团聚烧结形成的类球形粉末从喷嘴的低压区送入超音速射流，经高温超音速射流加热软化成半熔融状态粉末焰流及加速后从喷枪喷出，并高速喷向旋转着的减振器活塞杆表面而沉积形成特定的金属陶瓷涂层。

本发明的一个方面，其中，通过调节进入喷枪的燃料、助燃剂的流量来调节焰流的速度和温度，控制涂层粉末的加热和加速来控制喷涂半熔融状态粉末的温度和速度，其中焰流温度为2500～3500℃，焰流速度为1200～2500m／s，半熔融状态粉末飞行速度加速后为300～1000m／s。