[实用新型]航空钛合金作动筒及其复合膜层的制备装置

说明书

本实用新型公开了一种航空钛合金作动筒及其复合膜层的制备装置，相比于现有技术，本实用新型通过在钛合金筒体内表面采用氧化和气相沉积的方式形成复合膜层，降低了摩擦系数，提高了耐磨性，延长了钛合金筒体的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及航空零部件技术领域，特别是涉及一种航空钛合金作动筒及其复合膜层的制备装置。

背景技术

钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好等特点，在对重量有较高要求的航空航天领域有着广泛的应用。为了在保证强度的条件下减小作动系统的重量，钛合金被用于作动筒的筒体材料。但是由于钛元素活性高、易与氧元素亲和，同时钛合金表面硬度低、抗塑性剪切能力差，特别是耐磨性较差，极大的限制了钛合金作动筒的广泛应用。提高钛合金耐磨性的方法很多，其中在钛合金表面形成原位氧化膜是研究较多的工艺之一。但是钛合金氧化膜层的硬度通常较低，而且工艺参数控制不当会造成膜层疏松，进而造成耐磨性不足。气相沉积膜层硬度高、耐磨性好、化学稳定性好，将其制备在氧化膜层表面形成复合膜层，能够解决氧化膜层硬度低，耐磨性不足的问题。

对钛合金筒体进行氧化时，通常以电解槽作为阴极，筒体作为阳极进行膜层沉积，但这样制备的筒体内表面膜层厚度较筒体外表面薄，而且膜层致密度差。采用气相沉积技术在钛合金筒体内表面沉积膜层时，由于筒体产生的电场屏蔽效应导致筒体内部等离子体分布不均，制备的膜层均匀性较差，最薄位置和最厚位置的厚度差大于50％。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种航空钛合金作动筒及其复合膜层的制备装置，该钛合金作动筒硬度高、耐磨性好，可在干摩擦和边界润滑条件下稳定工作，使用寿命长。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型公开了一种航空钛合金作动筒，包括钛合金筒体、不锈钢活塞杆和橡胶密封圈，所述钛合金筒体的表面具有复合膜层，所述复合膜层包括沉积在所述钛合金筒体表面的氧化膜层和沉积在所述氧化膜层上的气相沉积膜层，所述气相沉积膜层为均匀性大于70％的碳基掺杂膜层。

优选地，所述氧化膜层的厚度为20～60μm，所述气相沉积膜层的厚度为3～15μm。

优选地，所述钛合金筒体的直径为20～100mm，长度为150～400mm。

本实用新型还公开了一种复合膜层的制备装置，用于制备所述钛合金筒体表面的复合膜层，包括：

氧化膜层制备装置，所述氧化膜层制备装置包括筒底盲孔保护座、绝缘陶瓷板、抽气管、陶瓷压盖、铜合金垫片和氧化电源，所述筒底盲孔保护座的底部嵌入所述钛合金筒体内侧底部的盲孔内，所述绝缘陶瓷板安装于所述筒底盲孔保护座的顶部，所述抽气管的一端与所述筒底盲孔保护座相连接，所述抽气管的另一端用于和抽气泵相连接，所述陶瓷压盖安装于所述钛合金筒体的顶部开口端，所述铜合金垫片安装于所述抽气管上，所述铜合金垫片用于连接所述氧化电源的阴极，所述钛合金筒体用于连接所述氧化电源的阳极；

气相沉积膜层制备装置，所述气相沉积膜层制备装置包括气相沉积真空室、所述筒底盲孔保护座、布气管和气相沉积电源，所述钛合金筒体位于所述气相沉积真空室内，所述筒底盲孔保护座的底部嵌入所述钛合金筒体内侧底部的盲孔内，所述布气管穿过所述气相沉积真空室且部分伸入所述钛合金筒体内，所述布气管伸入所述钛合金筒体内的部分设有布气孔，所述气相沉积电源位于所述气相沉积真空室外侧，所述钛合金筒体用于连接所述气相沉积电源的阴极，所述气相沉积真空室用于连接所述气相沉积电源的阳极。

优选地，所述抽气管一端采用螺钉与所述筒底盲孔保护座相连接，另一端布置有外螺纹，用于和所述抽气泵螺纹连接。

优选地，所述陶瓷压盖上设有通孔，所述通孔供支撑杆伸入，所述支撑杆用于夹持所述钛合金筒体。

优选地，所述布气管整体为U形，所述布气管靠近所述钛合金筒体底部的部位为螺旋形。