[实用新型]一种双金属结构活塞杆

说明书

本实用新型涉及一种双金属结构活塞杆,活塞杆包括钢质芯轴、铝合金套管和陶瓷层；采用微弧氧化技术生成陶瓷层，使活塞杆的硬度和耐磨性提高，减少其外表面的锈蚀和磨损导致的活塞杆失效概率，增加其使用寿命；加工过程所用电解液更为环保；微弧氧化产生的陶瓷层与基体结合性强，孔隙率控制好，绝缘性好，导热性强，具有良好的电磁屏蔽能力，对安装在杆体内部的传感器起到良好的保护作用；双层金属结构使内部和外部分开，外部摩擦产生的疲劳应力不会传到内部活塞杆的承力部位，避免由于外表面疲劳应力而使活塞杆内部出现裂痕的情况；当外部铝层失效后，可将其拆除，在芯轴的基础上再次套装铝层，进行微弧氧化处理，使内部活塞杆循环利用。

技术领域

本实用新型属于液压缸传动工程技术领域，具体涉及一种双金属结构活塞杆。

背景技术

液压传动具有结构简单、运行平稳等特点，在工程机械特别是在矿用机械领域应用广泛。液压传动主要以为液压缸为载体，液压缸包括活塞杆、缸体、导向套、活塞等部件组成，其中活塞杆与导向套的配合精度决定着液压缸传动精度。由于工程机械的工作环境复杂，铁屑、灰尘等固体颗粒物常常粘附于活塞杆表面，对活塞杆表面造成划伤和磨损，长时间裸露在空气中也使其易锈蚀等。活塞杆表面的磨损和锈蚀是液压缸失效的主要原因之一。

活塞杆制造所采用的金属材料主要为中碳钢或中碳合金钢。为提高表面硬度和耐磨性，目前活塞杆表面通常采用镀铬处理工艺。但镀铬工艺操作过程复杂，能耗很高，尤其是环境污染非常严重。并且，镀铬层具有一定的孔隙率，限制了表面耐腐蚀性的提高。寻找新型活塞杆结构和表面处理工艺是活塞杆制造的重要课题。

微弧氧化技术是在普通阳极氧化的基础上，工作电压从普通的阳极氧化 Faraday区进入微弧放电区，材料在等离子化学、热化学和电化学共同作用下，在材料原位产生陶瓷层的表面处理技术。该技术制造的陶瓷膜层均匀致密，与机体结合力强，极大的改善了材料的耐磨、耐蚀性能，且工艺稳定简单、电解液环保无污染。目前微弧氧化技术主要用于有色金属，可以显著提高其显微硬度和耐磨性。但是有色金属由于其韧性差和成本高的原因，在液压缸技术领域应用较少。本实用新型的主要思想是将微弧氧化处理的有色金属与45钢在活塞杆上实现结合，便可实现集硬度、耐磨性和韧性于一体的新型活塞杆加工工艺。迄今为止，尚未见该方面的专利和研究论文报道，也没有相关的产品面世。

实用新型内容

本实用新型的目的是采用微弧氧化技术，提供一种双金属结构活塞杆，它可以将高硬度的表面处理工艺与活塞杆的要求的强度和韧性结合，以满足活塞杆的使用性能要求，解决了现有活塞杆表面耐磨性和耐腐蚀性的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种双金属结构活塞杆，包括芯轴、套管和陶瓷层；所述芯轴采用中碳钢或中碳合金钢材质，套管采用铝合金材质；所述套管与芯轴过盈配合，采用热装法将芯轴套装固定在套管内，所述芯轴的两端伸出至套管的外部，套管的两端与芯轴焊接固定；所述套管的外表面通过微弧氧化工艺形成陶瓷层。

所述铝合金套管厚度为2～8mm。

所述铝合金套管内孔面和芯轴外圆面之间配合为H8/s7，两配合面粗糙度小于Ra6.3μm。

所述铝合金套管外圆面经过微弧氧化处理的产生的陶瓷层厚度为150μm，显微硬度达到1500HV。

一种双金属结构活塞杆的加工方法，具休步骤为：

步骤1)活塞杆芯轴的处理：对棒材喷丸、粗车、精车，使芯轴满足配合尺寸精度和表面精度的要求；

步骤2)活塞杆套管的处理：对铝合金管材进行粗车、精镗，满足其内孔的尺寸精度和表面粗糙度要求；铝合金套管和芯轴之间为过盈配合，根据活塞杆的杆长和直径决定过盈量；

步骤3)热装和室温冷却：对铝合金套管进行加热，使其径向尺寸增大；采用热压机将活塞杆芯轴装入加热后的铝合金套管中；装配完成后进行室温冷却；