一种活塞杆及液压缸制造技术

本发明专利技术涉及一种活塞杆及油缸。该活塞杆包括杆芯；激光熔覆层，所述杆芯的至少部分周向表面被所述激光熔覆层覆盖；镀层，所述激光熔覆层的至少部分表面被所述镀层覆盖。该活塞杆具有改善的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种活塞杆及液压缸
本专利技术涉及机械零部件表面处理领域，具体涉及一种活塞杆及液压缸。
技术介绍
液压油缸由于结构简单、可靠性高等优点，广泛应用于工程机械,农用机械,矿山机械,生产设备及交通运输等行业。海工油缸是海工工程机械液压系统最重要的零部件之一，海工油缸在海洋环境中，一方面承受着强烈变化的海洋气候的影响(如风、雨、盐雾、大气污染等的侵蚀)，使海工油缸面临着十分严峻的考验；另一方面海水是天然的电解质溶液，处于海水中的金属容易产生诸如缝隙腐蚀、晶间腐蚀、海水冲刷等导致油缸失效，尤其活塞杆长期裸露部位失效更快，寿命极低。因此，海工油缸活塞杆表面防腐涂层的合理设计对提高其耐腐蚀性能、可靠性以及延长使用寿命具有重要意义。激光熔覆技术是利用高能激光束辐照，通过迅速熔化、扩展和凝固，在基材表面沉积一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，构成一种不同于基材的新材料，以弥补基体所缺少的高性能。可根据工件的性能要求，沉积各种成分的合金、金属基复合材料等，制备耐热、耐蚀、耐磨、减摩、抗氧化和无磁等特性的表面覆层，使材料具有常规处理所不具有的组织与性能。
技术实现思路
本公开提供一种活塞杆，包括杆芯；激光熔覆层，所述杆芯的至少部分周向表面被所述激光熔覆层覆盖；镀层，所述激光熔覆层的至少部分表面被所述镀层覆盖。在一些实施方案中，所述杆芯的周向表面是指所述杆芯的侧壁。申请日前的活塞杆大多为“杆芯+镀层”结构，形成腐蚀的原因是腐蚀介质贯穿镀层微裂纹渗入杆芯，导致杆芯腐蚀，从而降低活塞杆寿命。本公开的活塞杆具有“杆芯+激光熔覆层+镀层”结构，使腐蚀介质不容易渗入杆芯，进而提高活塞杆的耐腐蚀能力，从而延长活塞杆使用寿命。在一些实施方案中，所述杆芯包括第一段杆芯和第二段杆芯，所述第一段杆芯与第二段杆芯首尾相接；所述第二段杆芯的周向表面被所述激光熔覆层覆盖；所述第一段杆芯的周向表面不被激光熔覆层覆盖；所述镀层至少将覆有激光熔覆层的区域与未覆有激光熔覆层的区域的交界处覆盖。由于活塞杆应用于液压缸时，杆芯的不同部分所处环境不同。对于长期位于液压缸内部的那部分杆芯，发生腐蚀的风险较低，对于长期暴露于液压缸外部的那部分杆芯，发生腐蚀的风险较高。基于上述技术方案，可以根据需要，对腐蚀风险较高的那部分的杆芯进行激光熔覆处理，针对性地加强该段杆芯的耐腐蚀能力，对于腐蚀风险较低部分的杆芯，不进行激光熔覆处理，进而降低生产成本，起到事半功倍的有益效果。此外，由于覆有激光熔覆层的区域与未覆有熔覆层的区域之间有交界，该交界处是腐蚀发生的风险点，通过镀层将该交界处覆盖，进一步降低了腐蚀风险。在一些实施方案中，所述第一段杆芯的直径为D1，所述第二段杆芯的直径为D2，D1＞D2；所述激光熔覆层的厚度为0.5×(D1-D2)。基于此，覆有激光熔覆层的第二段杆芯与未覆有激光熔覆层的第一段杆芯具有相同的直径，两端杆芯的过渡处平滑连续。连续平滑的过渡界面，一方面，便于活塞杆在液压缸内无阻地运动，另一方面，也不易于附着污垢。在一些实施方案中，所述杆芯包括第一段杆芯和第二段杆芯，所述第一段杆芯与第二段杆芯首尾相接；所述第一段杆芯的直径为D1，所述第二段杆芯的直径为D2，D1＞D2；所述激光熔覆层覆盖第二段杆芯的全部表面，所述激光熔覆层的厚度为0.5×(D1-D2)；所述镀层覆盖所述激光熔覆层和所述第一段杆芯的全部表面。基于此，不必对活塞杆的整体进行激光熔覆，能够降低激光熔覆的面积，降低生产成本。由于第二段杆芯相较于第一段杆芯具有更小的直径，使得覆有激光熔覆层的第二段杆芯与第一段杆芯具有相同的直径，二者交界处光滑连续，能够避免腐蚀介质(如海水、泥污)在交界处堆积，降低腐蚀风险。进一步，由于第一段杆芯与激光熔覆层具有不同的腐蚀电位，是腐蚀风险高的位置，将第一段杆芯与激光熔覆层交界处表面交界处用镀层进一步覆盖，降低了交界处发生腐蚀的风险。以上特征协同作用，进而获得了本公开兼具低成本和耐腐蚀优点的活塞杆。在一些实施方案中，D1-D2＝0.6mm～3mm。在一些实施方案中，所述第一段杆芯与所述第二段杆芯的交界处设有倒角。基于此，由于激光熔覆层的边缘的截面也是圆角，因此上述倒角结构能够与激光熔覆层的边缘无缝地配合，避免在二者之间留下缝隙，成为腐蚀发生的风险点。在一些实施方案中，所述第一段杆芯(10)的长度为L1，所述第二段杆芯(20)的长度为L2，所述杆芯的总长度为L；L1＝0.1L～0.9L；L2＝0.1L～0.9L。在一些实施方案中，L1+L2＝L。在一些实施方案中，所述激光熔覆层的成分如下：C：≤0.08wt％，Cr：18～23wt％，Mo：8～10wt％，Si：0.4～0.6wt％，Mn：0.4～0.6wt％，Cu：0.4～0.6wt％，Ti：0.3～0.5wt％，Nb：3～5wt％，Fe：4～6wt％，Ni：余量。在一些实施方案中，所述镀层是含铬镀层。例如所述镀层的铬含量为90wt％以上，例如95wt％以上，例如100wt％。基于此，镀铬层能有效抑制贫铬区的产生。在一些实施方案中，所述镀层是电镀镀层或化学镀镀层。上述激光熔覆层具有优良的耐腐蚀性能，其中，Cr元素的加入使Ni产生固溶强化，提高Ni基的电极电位而钝化，增强其耐蚀性；Mo的加入，显著改善Ni基合金耐氯化物腐蚀和提高抗氯离子点腐蚀、耐还原性酸腐蚀的能力，具有优良的耐气蚀性能；Si的加入使得涂层致密、韧性好、裂纹敏感性小，进一步改善了Ni、Cr的耐腐蚀性能；少量Mn元素能细化晶粒，改善涂层的切削性能；Cu的加入，提高抗非氧化性无机酸腐蚀的能力、导电性，且塑性范围宽，不易开裂；加入特定量Ti元素，能与碳形成稳定的碳化物，抑制贫铬现象产生，提高抗晶间腐蚀能力；Nb元素一方面能与合金中的C元素生成NbC碳化物，大大提高合金的抗冲蚀和耐磨能力，另一方面固熔强化形成强韧的有限固溶体，有良好的抗疲劳性能；Fe的加入有利于改善涂层的加工性能和耐磨性能。在一些方面，提供本公开任一项的活塞杆的制备方法，包括(1)获得杆芯；(2)对杆芯的至少部分周向表面进行激光熔覆处理，形成激光熔覆层；(3)对激光熔覆层的至少部分周向表面进行镀覆处理，形成镀层。在一些实施方案中，激光熔覆的工艺参数包括以下一项或多项：激光功率：3000～3500w，例如3200w；扫描速度：5～15mm/s，例如10mm/s；送粉速率：15～25g/min，例如20g/min；光斑直径：3～8mm，例如5mm；搭接率：30～50％，例如40％；送粉气压力：0.3～0.5MPa，例如0.4MPa；保护气流量：8～12L/min，例如10L/min。在一些实施方案中，上述制备方法中，所述杆芯包括第一段杆芯和第二段杆芯；且步骤(2)包括，对第二段杆芯的至少部分周向表面进行激光熔覆处理，形成激光熔覆层，且对第一段杆芯的至少部分周向表面不进行激光熔覆处理。在一些实施方案中，上述制备方法中，所述第一段杆芯的直径为D1，所述第二段杆芯的直径为D2，D1＞D2；步骤(2)包括，对第二段杆芯的周向表面进行激光熔覆处理，形成激光熔覆层，且对第一段杆芯的周向表面不进行激光熔覆处理；步骤(3)包括，对上一步产品进行镀覆处理，形成镀层，所述镀层至少将所述第一段杆芯与所述激光熔覆层交界处周向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞杆，包括杆芯；激光熔覆层，所述杆芯的至少部分周向表面被所述激光熔覆层覆盖；和镀层，所述激光熔覆层的至少部分表面被所述镀层覆盖。

【技术特征摘要】
1.一种活塞杆，包括杆芯；激光熔覆层，所述杆芯的至少部分周向表面被所述激光熔覆层覆盖；和镀层，所述激光熔覆层的至少部分表面被所述镀层覆盖。2.根据权利要求1所述的活塞杆，所述杆芯包括第一段杆芯(10)和第二段杆芯(20)，所述第一段杆芯(10)与第二段杆芯(20)首尾相接；所述第二段杆芯(20)的周向表面被所述激光熔覆层(21)覆盖；所述第一段杆芯(10)的周向表面不被激光熔覆层覆盖；所述镀层(30)将覆有激光熔覆层(21)的区域与未覆有激光熔覆层的区域(21)的交界处。3.根据权利要求2所述的活塞杆，所述第一段杆芯(10)的直径为D1，所述第二段杆芯(20)的直径为D2，D1＞D2；所述激光熔覆层(21)的厚度为0.5×(D1-D2)。4.根据权利要求3所述的活塞杆，其中所述激光熔覆层(21)覆盖第二段杆芯(20)的全部周向表面；所述镀层(30)覆盖所述激光熔覆层(21)和所述第一段杆芯(10)的全部周向表面。5.根据权利要求3或4所述的液压缸用活塞杆，所述D1-D2＝0.6～3mm。6.根据权利要求1所述的活塞杆，所述第一段杆芯(10)与所述第二段杆芯(20)的交界处设有倒角(15)。7.根据权利要求1所述的活塞杆，所述第一段杆芯(10)的长度为L1，所述第二段杆芯(20)的长度为L2，所述杆芯的总长度为L；L1＝0.1L～0.9L；L2＝0.1L～0.9L。8.根据权利要求7所述的活塞杆，L1+L2＝L。9.根据权利要求1所述的活塞杆，其特征在于以下一项或多项：-所述激光熔覆层的成分如下：C：≤0.08wt％，Cr：18～23wt％，Mo：8～10wt％，Si：0.4～0.6wt％，Mn：0.4～0.6wt％，Cu：0.4～0.6wt％，Ti：0.3～0.5wt％，Nb：3～5wt％，Fe：4～6wt％，Ni：余量；-所述镀层是含铬镀层。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱青海，何冰，陈志凯，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32